黄河路大桥

黄河路大桥（共11篇）

黄河路大桥 篇1

1 工程概况

朝阳市黄河路大桥位于市区黄河路东段,向东跨越大凌河,与凤凰组团开发区相连,大桥全长508.32m,桥面全宽31.5m。主桥为钢筋混凝土自锚式悬索桥,桥跨布置为73m+180m+73m,为目前国内外最大跨径的混凝土自锚式悬索桥。东西引桥各为28 m +28 m +32.16 m的预应力混凝土连续箱梁。

主梁采用预应力混凝土现浇箱梁,箱梁标准断面为单箱四室,箱梁底板宽19.9m。箱梁中心高2.5m,顶板横坡与桥面横坡一致,设双向1.5%横坡,底板水平。箱梁内标准横梁纵向间距5m,与吊杆相对应,横隔梁横桥向宽度为31.5m,横梁中间厚度32cm,端部加厚为95cm(如图1)。主梁两端设强大的端横梁用于锚固主缆并作为压重,端横梁高4.3m,长5.0m,宽28.5m,为预应力实体结构。端横梁设牛腿支承引桥,用于主桥梁端压重。牛腿高2.15m,宽1m。为保证成桥主缆线形,主梁预加长9.4cm。桥梁纵坡2%,凸曲线半径5000m。凸曲线的顶点位于主梁的跨中。

2 主梁分段方案

黄河路大桥主梁全长(不含两端梁端牛腿部分)为180+73+73+4+4+0.120+0.120=334.240m。分5个大的梁段和预留4个合拢段,设4个施工缝。

2.1 分段原则和合拢段、施工缝布置

(1)主梁分段改通长预应力束,可以减少通常管道摩阻力,避免因管道过长造成穿线困难、堵管、预应力分配不均匀等风险。

(2)主梁分段后可以增加工作面,保证总工期。

(3)主梁混凝土方量很大,主梁分段后每段在1200 m3左右,与现场混凝土施工能力相适应,可以确保混凝土施工质量。

(4)合拢段设在主梁5 m箱体渐变外等截面段,长度为2.0m。

(5)施工缝设在主梁5 m箱体渐变处部位。

2.2 主梁分段设置方案

(1)端部梁段:

3#梁端～1#中横梁～8#中横梁～1#合拢段为3#端部梁段长为46.03m。该段分2次完成混凝土浇注施工,先施工端部25.874m,再施工延长段20.156m。

(2)索塔梁段:

1#合拢段～9#中横梁～20#中横梁～2#合拢段为4#索塔梁段长为58.044m。该段1次完成混凝土浇注施工。

(3)中跨梁段:

2#合拢段～21#中横梁～44#中横梁～3#合拢段为中跨梁段长为118.092m。该段分3次完成混凝土浇注施工,先施工主跨中间52.32m,再施工左侧延长段32.886m,最后施工右侧延长段32.886m。

(4)索塔梁段:

3#合拢段～45#中横梁～56#中横梁～4#合拢段为5#索塔梁段长为58.044m。该段1次完成混凝土浇注施工。

(5)端部梁段:

57#中横梁～4#合拢段～64#中横梁～6#梁端为6#端部梁段长为46.03m。该段分2次完成混凝土浇注施工,先施工端部25.874m,再施工延长段20.156m。

(6)合拢段:

共4段,每段合拢段长为2.0m。

3 主梁施工顺序

(1)先施工中跨梁段28#中横梁～37#中横梁梁段长为52.33m,再施工中跨梁段两侧梁段各为32.886m,施工时在27#中横梁和28#中横梁、37#中横梁和38#中横梁主梁渐变处设施工缝;待混凝土强度达到95%后在2#合拢段和3#合拢段处进行该梁段预应力张拉并压浆,预应力施加顺序先横向后纵向。

(2)施工4#、5#索塔梁段混凝土,纵向预应力束在2#合拢段和3#合拢段处通过连接器连接,浇注2#合拢段和3#合拢段混凝土(在一天最低气温时浇注),待混凝土强度达到95%,并且4#、5#主塔上横梁混凝土施工完成,支架拆除后,在1#合拢段和4#合拢段处进行该梁段预应力张拉并压浆,预应力施加顺序先横向后纵向长预应力束、再纵向短预应力束。

(3)施工端部梁段混凝土,施工时在4#中横梁和5#中横梁、60#中横梁和61#中横梁主梁渐变处设施工缝;纵向预应力束在1#合拢段和4#合拢段处通过连接器连接,浇注1#合拢段和4#合拢段混凝土(在一天最低气温时浇注),待混凝土强度达到95%后,在3#主梁端部和6#主梁端部进行该梁段预应力张拉并压浆,预应力施加顺序先横向后纵向。

4 施工方法及工艺

主梁采用预应力混凝土现浇箱梁,箱梁标准断面为单箱四室,箱梁中心高2.5m,横隔梁横桥向宽度为31.5m,箱梁全长336.8m,共计混凝土9047m3。主梁两端设强大的端横梁用于锚固主缆并作为压重,为预应力实体结构。端横梁设牛腿支承引桥,用于主桥梁端压重。主梁采取满堂支架上分节段浇注,最后进行合拢,待体系转换完成后拆除支架的施工方法。

4.1 支架施工

由于支架使用量较大且使用周期较长,将直接影响经济效益,同时考虑防洪等要求,计划采用型钢支架(如图2)。

4.1.1 基础施工

根据基础承重及基底承载力要求,在型钢支架立柱下设置独立的混凝土扩大基础,基础截面尺寸根据开挖基底承载力确定,同时考虑冬融影响,基础底面埋深不小于130cm,经检测基底承载力不足部位应加深或换填处理,消除基础不均匀沉降。并在基础顶面安装预埋件与立柱钢管焊接固定,以便于支架安装及加大支架稳定性。为保证抗冲刷要求,基础顶面标高低于河床地面10cm左右,并在全桥基础范围内设置混凝土封闭冲刷层。

4.1.2 支架

(1)立柱

立柱采用外径273㎜,壁厚9㎜的钢管,纵桥向排距5m,横桥向排距主梁底板下为2m;在两端横梁处加密,纵桥向排距改为2.5m,同时在索塔处进行间距调整。立柱高度不大于10m。立柱在安装时必须保证其位置正确和垂直度要求,立柱下端与预埋钢板焊接牢固。

(2)横梁

横梁采用双25a工字钢,与立柱顶端在标高调整后焊接固定,同时为保证其稳定性,在立柱处焊接限位固定钢板。

(3)纵向分配梁

采用32b工字钢搭设,工字钢中到中间距为90㎝,两端在与横梁相接处在横梁上焊接限位钢板、在纵梁跨中等处设置方木横向固定,以增加其稳定性,同时在纵梁与横梁之间设置木楔,以便调整标高及保证拆除方便。

(4)横联

横联采用8㎜厚75#角钢加工,横杆、斜杆与钢管立柱焊接,设于立柱中部4m范围内,焊缝焊接质量要满足要求。

(5)分配方木

采用10cm×10cm的方木,净间距不超过20cm,平均水平布置,在与纵向分配梁相接处,下面间断设置楔型垫木,用于固定纵梁。

(6)支架验算

通过荷载计算、地基基础受力计算,基础承载力满足要求。钢管立柱的稳定性、纵梁强度及挠度、10cm×10cm方木横梁的强度及挠度、底模强度及挠度满足要求。

(7)支架预压:

支架分配方木安装完成后,采用砂袋分节段进行支架超载预压,分段超载预压每段衔接距离不应少于2m,超载量按梁段重量的5%进行,同时加长预压时间(不少于7d),以检验支架的强度、刚度和稳定性,消除不均匀沉降(无法消除的进行支架基础加固)。同时测量支架的非弹性变形及弹性变形值,并以此数据进行模板标高的调整及预拱度(跨中为10mm)设置,支架标高调整依靠纵梁与横梁之间的楔型垫木进行。

4.2 模板施工

箱梁的模板共分为底模、侧模、内膜三大部分,其中底模和侧模的模板采用15mm厚的酚醛竹胶板,内膜采用多层板。模板要求表面光滑,强度高,符合现浇箱梁混凝土对模板的要求。

(1)施工顺序:

纵向分段,每施工段一次性浇注完成。然后施工合拢段。

(2)模板的安装:

底模,在10cm×10cm的方木上安装底模,底模板各种接缝要紧密不漏浆,在模板接缝上贴密封胶带,保证接缝平顺。外侧模、内侧模,箱梁底板钢筋网片及腹板钢筋绑扎完成后,在底模上以1m间距梅花形布置混凝土垫块,并与钢筋绑扎牢固,上下层钢筋网之间安装架立钢筋,上层钢筋网上设置垫块以支撑内侧模板。内侧模板之间设置多层水平钢管支撑,顶托水平安装用于顶紧模板。外侧模板与支架钢管固定,同样用顶托水平安装顶紧模板。内外侧模板接缝背面设置木方,保证接缝平顺不漏浆,为保证混凝土外观的美观,侧模板的固定采用支架系统顶、夹的办法,与支架系统形成一个整体,不使用模板打孔穿拉杆的办法。顶板底内模板用钢管搭设支架,支架上安装纵横木楞,木楞上安装模板,拐角处用方木加工成定型角模。模板脱模剂为了保护模板方便拆模、美观,内外侧模在安装模板前,底模板在安装钢筋前要涂抹脱模剂,以确保外观质量。

4.3 混凝土施工

主桥箱梁混凝土分为5个大的节段进行施工,混凝土采用拌和站集中拌制,泵送或汽车吊吊送入模,混凝土浇注时采取先底板后顶板、腹板的施工顺序,腹板部位每层浇注厚度控制在30cm,采用插入式振捣器振捣,振捣棒插入下层混凝土5cm,插入间隔小于振捣棒作用半径,不得漏振和重捣。

4.4 钢筋及预应力管道

(1)钢筋制作安装

钢筋在现场加工场集中加工,人工运至施工跨绑扎,纵向和需要现场接长的钢筋采用现场搭接焊或绑扎接头。绑扎顺序是底板钢筋绑扎,侧板钢筋绑扎,顶板钢筋、翼板钢筋绑扎。顶板钢筋是在浇注完底板、肋板混凝土,并拆除了肋板内侧模板后,搭设好支架、安装好顶板、翼板的底模板后进行。所有钢筋及接头的施工严格按有关施工规范和图纸要求操作,在加工前作清污、除锈和调直处理。

(2)钢筋保护层

按照设计尺寸使用塑料垫块作为保护层厚度,所有垫块用扎丝绑扎在钢筋节点上、间距为1m梅花形布置。底板钢筋网片绑扎完成后,在底模上以1m间距梅花形布置塑料垫块,并与钢筋绑扎牢固,上下层钢筋网之间安装架立钢筋,上层钢筋网上设置垫块以支撑内侧模板。

(3)预埋件

箱梁预埋件包括透气孔、伸缩缝预埋筋、伸缩缝处翼板加厚段补充钢筋等,严格按设计和规范要求放置并加以固定。将锚垫板牢固的安装在模板上,使垫板与孔道严格对中,并与孔道端部垂直。锚下螺旋筋及加强钢筋按图纸设置,喇叭口与波纹管道要连接平顺,密封。在安装钢筋的同时,应检查支座及安装支座预埋件,并保证位置正确,焊接牢固。

(4)预应力管道埋设

箱梁预应力管道埋设采用波纹管成孔的方法,管道制作严格按设计曲线布设,采用坐标法控制,并在钢筋骨架上沿箱梁纵向每50cm间距设一道定位网片,定位网片采用Φ12螺纹钢筋制作,成“井”字形,波纹管从中间通过,保证预应力管道的位置准确。定位网片与箱梁钢筋焊接牢固,以防止管道在浇注混凝土时的移位。

4.5 预应力施工

预应力钢材采用φS15.2标准抗拉强度1860MPa的高强度低松弛钢绞线,其性能应符合ASTMA416-98级标准,公称直径15.2mm,公称截面面积140mm2,锚具、锚垫板、波纹管、锚下螺旋箍筋均采用配套产品。设计张拉控制应力σK=0.75,R${}_y^b$=1395MPa,每束张拉力根据钢绞线数量计算。

在加工场内设置钢绞线的下料场地。钢绞线编束先将单根钢绞线在加工场用砂轮切割机下料,以保证切口平整、线头不散。再转运至现场进行编束。编束时钢绞线顺直,不得交叉扭转。同时每隔1.0～1.5m用20#软铁丝绑扎一道。钢绞线穿束结束后清除锚具与垫板结合处之间杂物。

穿束工作采用人工直接穿束,采用整束穿,将钢绞线编束扎紧严格控制钢绞线下料尺寸,两端对齐,同时每隔1.0～1.0m用20#软铁丝绑扎一道,前端套上Φ8的长钢丝作为引线,用卷扬机进行穿束、牵引,全束穿好后应保证端头与设计位置平齐,以利于下一步张拉。

箱梁浇注完毕后在混凝土强度达到设计强度的95%以上后,张拉钢束。张拉控制采用双控法,以应力控制为主,伸长量作为校核,实际伸长值与理论伸长值的误差控制在±6%范围内,否则暂停张拉,分析原因,采取相应措施后方可继续张拉。

(1)张拉力及伸长量的计算

①预应力钢绞线的平均张拉力按下式计算:

PP=P(1-e-(kx+μθ))/( kx+μθ)

式中:PP—钢铰线的平均张拉力(N);

P—预应力筋张拉端的张拉力(N);

X—从张拉端至计算截面和孔道长度(m);

θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad);

k—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数;

μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数。

②钢绞线的理论伸长值△L(mm)按下式计算:

L=(PPL)/(APEP)

式中:PP—钢绞线的平均张拉力(N);

L—钢绞线的长度(mm);

AP—钢绞线的截面积(mm2);

EP—钢绞线的弹性模量(N/mm2)。

(2)钢绞线张拉的实际伸长量

L(mm)=△L1+△L2

式中:△L1—从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值(mm);

L2—初应力以下的推算伸长值(mm),可采用相临级的伸长值。

(3)张拉程序为:

0→初应力→σcon(持荷2min锚固)。

(4)张拉顺序:

中层束→下层束→上层束,同类型束对称轴线张拉,根据施工图的设计要求进行。

(5)初应力调整:

初始拉力是把松弛的预应力钢材拉紧,此时应将千斤顶固定,在把松弛的预应力钢材拉紧以后,应在预应力钢材的两端精确地标以记号,预应力钢材的延伸量或回缩量即从该记号起量。该初应力为张拉控制应力σK的10%～15%,张拉力和延伸量的读数应在张拉过程中分阶段读出。

(6)张拉锚固

钢绞线在控制张拉应力达到稳定后方可锚固,锚固完毕后并经检验合格后即可用砂轮切割多余的钢绞线,但外露长度不小于30mm。

钢束张拉时,应精心施工尽量避免滑丝、断丝现象,其滑丝、断丝重量不得大于该断面的1%,每一钢束的滑丝、断丝数量不得多于1根,否则应换束重新张拉。施工时严禁撞击锚头。

4.6 预应力管道压浆

(1)预应力孔道压浆的目的在于通过凝结后的水泥浆将预应力传递至混凝土,并防止预应力钢绞线的锈蚀。预应力筋张拉结束并经检查合格后,应在24h内尽快压浆。

(2)孔道压浆采用普通硅酸盐水泥,采用洁净的饮用水,水泥浆强度不低于60MPa,水泥浆的水灰比控制在0.29～0.35,泌水率在2%以内,拌和后3h泌水率不得超过2%,泌水应在24h内全部被浆吸回。水泥浆稠度宜控制在14～18s之间,拌和时间在2min以上。水泥浆采用专用拌浆机搅拌,水泥浆自拌制压入孔道的延续时间,控制在30～45min范围内。水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。

(3)压浆前应对孔道进行清洁处理,压浆顺序宜先压注下层孔道。压浆应缓慢、均匀地进行,不得中断,并应将所有最高点的排气孔道依次放开和关闭,使孔道内排气通畅。较集中和邻近的孔道,宜尽量连续完成压浆,预应力管道压浆在张拉后24h内进行。用压缩空气或高压水清除管道内杂质,然后采用活塞压浆泵从下孔向上孔的顺序进行压浆,压浆应使用活塞式压浆泵,压浆的最大压力控制在0.5～0.7MPa,从一端向另一端压浆,直至被压端冒出浓浆后堵塞压浆孔,稳压5min,再向另一孔压浆。压浆应达到孔道另一端饱满和出浆,并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆,关闭出浆口后,应保持不小于0.5MPa的一个稳压期,该稳压期不宜少于2min。当气温高于35℃时,压浆在夜间进行。压浆后应从检查孔抽查压浆的密实情况,如有不实,应及时处理和纠正。

(4)封锚

压浆结束并检查合格后,先将周围冲洗干净并对梁端混凝土凿毛,绑扎梁端封锚钢筋,锚下垫块必须保证与预应力钢束垂直,立端模,浇注混凝土。封锚混凝土的强度不低于构件混凝土强度等级C55。必须严格控制封锚后的梁体长度。

4.7 合拢段施工

整个主桥的箱梁共设4个合拢段,即第一节段和第三节段之间的2#和3#合拢段,第二节段和第四节段的1#和4#合拢段。为了防止产生温度应力,合拢段的混凝土灌注应选择在一天中温度最低的时段。

摘要：详细介绍了黄河路大桥大跨径预应力混凝土连续箱梁的施工方法,可供同类型工程施工时参考。

关键词：预应力混凝土,连续箱梁,现浇施工

黄河路大桥 篇2

全建设，张自荣

摘 要： 济南洛口黄河铁路大桥是一座有90年历史的老桥。介绍了其原桥式、新桥式、以及大修施工的主要施工方案。

关键词： 铁路桥；钢桥；桁架桥；桥梁维修

中图分类号： U448.13；U445.7 文献标识码： A

文章编号： 1003-4722(1999)02-0040-04

Major Repair for Ji′nan Luokou Yellow

River Railway Bridge

QU AN Jian-she,ZHANG Zi-rong

(1.The 3rd Bridge Construction division,Major Bridge Engineering Bureau,Ministry of Railways,Huadu 510080,China;2.Reconnaissance and Design Institute,Major Bridge Engineering Bureau,Ministry of Railways,Wuhan 430050,China)

Abstract: The Luokou Yellow River Bridge located at Ji′nan is an old steel bridge with 90 years history.Its original and new bridge type are presented.The rehabilitation design and construction plan of this bridge are also introduced in this paper.Key words: railway bridge；steel bridge；truss bridge；bridge repair 1 原桥简介

济南洛口黄河铁路大桥位于黄河下游济南市洛口镇，最早由德国人于1912年建造而成，上部钢梁12孔，采用华伦式铆接钢桁梁，跨度布置为8×91.5 m简支钢桁梁+128.1 m(锚孔)+164.7 m(挂孔)+128.1 m(锚孔)+91.5 m简支钢桁梁，全长1 256.4 m。从邯郸岸0号台～8号墩为6.67‰上坡，8号墩～11号墩为平坡，11号墩至济南2号台为-6.67‰下坡。简支梁桁高11 m，桁宽9.4 m。桥梁上部按单线设计，在桥中央铺设单线轨道，设计载重为E-35级。其中主河道3孔(128.1+164.7+128.1)m于1938年被日寇炸毁，又由日寇按原尺寸修复。设计载重L-20级，挂孔所有杆件均由日本运来。当时为抢进度，边通车边铆接，不仅未设上拱度，还造成了死挠度，其最大处为240 mm。为了保持桥面平整，在纵梁上加焊工形钢垫，并用特大桥枕垫平，以维持通车。至今仍保持原状。

下部结构按E-35级荷载双线设计，既有墩台用1∶2∶4混凝土浇成，桥墩外围部分用大块砌筑而成，内用块石、石灰及部分水泥浇注而成，强度很低(约合C15)，无筋。墩台顶部尺寸与我国现行双线墩台尺寸相近。南北两台及1～7号墩基础均为采用板桩围堰开挖基坑至设计标高后再打钢筋混凝土桩；第8～11号墩位于主河槽，基础均采用气压沉箱，8、9、11号墩在沉箱底再打钢筋混凝土桩。基桩截面为五角形，其对角线长0.5 m。两台及1～7号墩桩长15 m，8、9、11号墩桩长17 m，每根桩承载力1 500 kN，允许承载力为750 kN。本桥共用钢筋混凝土桩1 270根。

大桥建成后，曾4次遭受战争破坏。80年代初由于桥址上游河道整治及局部险工的整修，使河槽主流北移，由原10～11号孔移到现在的9～10号两孔。由于该桥运营时间较长，至1989年发现纵梁的疲劳累积损伤度达到了1.16。同时，由于北岸滩地的逐年淤积，桥下净空渐小，已威胁黄河行洪，故而停止运营。1994年应国家防总要求将北岸第1～4孔钢梁拆除。现由于邯郸～济南引入济南枢纽工程的需要，经多次测试和反复科学论证，同时考虑了防汛及运营的要求，决定对该桥进行修复。修复的工程规模

按批准的修复设计方案，本桥的设计荷载为中-活载，线路等级为单线1级。修复后桥跨总体布置为64 m(简支梁)+7×91.5 m(简支梁)+128.1 m(锚孔)+164.7 m(挂孔)+128.1 m(锚孔)+91.5 m(简支梁)，全长1 228.9 m。2.1 下部结构

在北岸新增加一耳墙式桥台，基础采用1.2 m钻孔灌注桩，共10根，桩长30 m，台后填土高为9 m。

根据防汛要求，1～7号墩需加高，加高部分为钢筋混凝土结构，最大为5 m(1号墩)，最小为1.4 m(7号墩)。在原墩身钻 0.1 m孔，钻至墩底，压注水泥浆，每墩钻孔10个。2.2 上部结构

1～4孔为新制钢梁，采用64 m+3×91.5 m简支栓焊钢桁梁，材质为16Mnq。桁高11.0 m，与旧梁一致，桁宽5.75 m，桁式为有竖杆三角形桁架。主桁杆件除91.5 m跨的端斜杆为箱形外，其余为H形截面，杆件宽度460 mm，最大板厚32 mm，上下平联为交叉式，平联斜杆截面分别为H形和T形。桥面系纵、横梁采用等高工字形截面，高度为1 120 mm，纵梁高度为900 mm。

新制钢梁节间长度64 m跨为8 m，91.5 m跨为5.75 m+10×8 m+5.75 m。其两端节间采用特殊节间的目的是：本桥一旦拆除后，将该节间按节间8 m长改制，此梁仍可作为96 m单线简支钢桁梁在其它桥梁上予以采用，不致造成浪费。

既有8大孔钢梁，4～8号墩抬高共4孔，既有纵梁全部更换为16Mnq栓焊梁，新纵梁与旧横梁之间改为高强度螺栓联结。共更换纵梁192片。主要施工方案

3.1 架梁工艺

新制梁共计4孔，采用膺架法架设，提升机械为跨越钢梁的200 kN龙门吊机2台。膺架用万能杆件拼装而成，上分配梁用2×I45分配梁及千斤顶。

河滩为中密度中细砂，强度较高。膺架下的基础做法为：原地面整平，用5～40 mm碎石铺0.5 m厚至设计标高。碎石道床长8 m，宽3.8 m，道床上满铺旧桥枕，并整平(相对高差小于1 cm)，枕木上满铺1～2 cm厚粗砂，刮平。每片万能杆件主桁下设2片下分配梁。下分配梁用拆除下来的旧纵梁改造而成，分配梁长8 m，高1.21 m，宽0.604 m。设计基底最大压应力为0.08 MPa。钢梁每片主桁大节点处设一此类基础。

钢梁架设顺序，当下一大节点架设完，成为1个闭合三角形，且高强度螺栓施拧完毕，测量预拱度使其满足设计值，再拆除上1个支点，将分配梁、膺架、下分配纵梁及枕木等运至下1个待架支点，使整孔钢梁两点受力见图1。整个基础被设计成可移动式基础，节约了大临设施，缩短了工期，施工方便、可靠。

图1 架梁支点

上分配梁上设2个支承垛和1个起顶垛，前者用于支承钢梁重量，其顶面标高为设计梁底标高加上设计上拱度值；后者用于调整上拱度，以防止因基础下沉而影响设计预拱度。3.2 4～8号墩抬梁

此4孔91.5 m简支梁原在6.67‰的坡道上，需抬平为0‰坡，最大抬高值：4号墩为3.15 m，最小抬高值：7号墩为1.40 m。每孔钢梁及部分线路等重量为593 t。

在每片主桁两端离开支座的第1个大节点下布置起顶的支架和基础。基础为混凝土刚性基础，支架用万能杆件拼成，支架上为工字钢组成的分配梁，以及钢垫块和500 t千斤顶组成起顶设备，每一支架上布置一台500 t千斤顶将同一端的两主桁下各1台千斤顶串联，用1台电动油泵驱动，以进油管回油来达到2台千斤顶起落同步的要求。考虑温度的影响，一端设置为固定端(原固定支座端)，另一端千斤顶和保险垛下是用聚四氟乙烯板做成的活动支座。原有固定支座和活动支座在其上摆下摆或底板上钻13 mm孔，用铁条上下联结起来，起顶时，支座被整体带着一起上升，落顶后，连杆被解除，支座正常工作。起顶时先顶低的一端，顶平后两端交错起顶，不允许4台顶同步起落。每个行程(不大于180 mm)完成后，在支座下抄垫钢垫块，钢垫块组成一个800 mm×800 mm的支承垛。然后上提升千斤顶，在千斤顶下抄垫钢垫块。

第1孔梁因抬高度较高，需分2次进行，第1次抬高超过2 m后，钢梁落在原桥墩上，拆除起顶设备，将支架接高2 m，重新布置起顶设备，第2次起顶，此时保险垛设到支架上，因支座下太高，不再抄垫，见图2。

图2 顶梁支点

钢梁全部起顶到高于设计位置30～50 mm，在千斤顶两侧打保险垛。然后，全部荷载落在支架上，折除支座及支座下的支承垛，桥墩接高。支座拆除后，就提供了墩身接高所需要的施工净空。钢梁起顶前，对钢梁的既有位置进行测量，一是固定支座端里程值，二是钢梁结构中心线对设计中心线的偏移值。目的是解决2个问题：① 既有位置与设计位置的比较；② 观察起顶过程中钢梁位置的变化。原有钢梁两端横梁经检算不能起顶，所以整孔钢梁的纵、横移只能在支架上进行。既有钢梁的每孔长度不完全相等，原设计上拱度无法从既有资料上查阅。为确定活动支座端的理论位置，采用以下方法：确定t0值，即支座上、下摆在同一铅垂线时的温度。

t0=(Δ1/a1+t高+t低)/2 其中：t高、t低的取值与新钢梁相同，分别为+45℃和-25℃；Δ1为活载产生的纵向移动量；a为钢材线膨胀系数，取0.000 011 8；ρ为钢梁温度跨度，取91.5 m；

Δ1=Δ伸-Δ缩 Δ伸、Δ缩为活载在活动支座处的伸长量和缩短量。对简支梁而言，Δ缩=0；Δ1/2a1值对简支梁而言取14，所以t0=24℃。

实测钢梁长度L加上一个温度改正值，即确定了活动支座端的里程。温度改正值由下式计算：

A=a(t1-t0)L

其中：t1为测时温度；a、L同上。3.3 纵梁的拆除与安装

本桥需拆换的纵梁共8大跨计192片，如此大规模更换纵梁在铁路桥梁史上是少有的。纵横梁联结处改为M22高强度螺栓，对横梁需现场热喷铝处理。

在设计和施工上考虑了以下几点：①纵梁拆除方法以及对主桁的影响分析；②要解决拆除后的节间距离的变化和安装顺序及高强度螺栓的施拧顺序问题；③起重设备形式。

更换纵梁是在无行车的条件下进行施工的，有关共同作用力只有恒载部分。另外，由于平联及横梁并不更换，桥面系与主桁的共同作用力只有纵梁部分可卸载，同时，主桁杆件设计时，并没有因下平联及桥面系的共同作用而考虑卸载，一次性拆除旧纵梁并不会增加主桁的负担。即使按共同作用力重分布，经检算横梁及主桁应力也满足设计规范要求，所以，旧纵梁可一次性拆除。由于第5至8孔旧简支梁桥墩还需加高，钢梁需起顶，因此，这部分的旧梁的纵梁应在梁就位后一次性拆除，这样就可以减少施工的难度。并可保证施工的进度和质量。旧纵梁一次性拆除后，由于恒载作用；节间长度有所增大，为了减少施工误差及安装顺序，设计者建议更换旧纵梁从制动联结系往两边同时安装。

起重设备经过了6个方案的比较后择优选用了双悬臂式架桥机。架桥机全长28 m，高5.6 m，宽3 m。下部高0.8 m，由2个走行台车、2根各长28 m的走道梁组成，每根走道梁由2个［30槽钢组焊，上设50钢轨，两走行台车间距为6 m，上部高4.8 m，为1个三角形走行桁车，下设4个走行钢轮，可在走道上做纵向移动。上设1个50 kN电动葫芦，电动葫芦可做横向移动，另外，两悬臂端设有起顶设备，在2台车之间设1个工作平台，上摆放有压风机、喷砂、喷铝设备等。整个架桥机由1个50 kN 卷扬机驱动前进或后退，架桥机的走道是原有的铁路线路，施工方式为退后拆梁，前进架梁。架桥机架梁时，两悬臂用起顶设备顶起，走行时解除，架桥机两悬臂端自重挠度为120 mm(见图3)。

图3 安装纵梁吊机

旧纵梁拆除后，发现实测节间距有±2～4 mm的变化，伸缩纵梁处达11 mm。由于设备条件的限制，不能跳开安装，只能由一边逐件安装，两横梁距离缩小时采用2台5 t导链一端拉在横梁上，一端则拉在主桁上，拉开的距离一般3～5 mm，纵梁单片安装完后，补装上、下平联及横联(见图4)。此时高强度螺栓只能初拧，不能终拧。待全跨架完后，先拧有制动平面联结系部分，然后拧节间距大的部分，最后拧节间距小的部分，全跨终拧完毕后，实测节间距离基本都回到原来状态，伸缩纵梁自动回到设计位置。

图4 纵梁安装平面

考虑架下一孔时，已架纵梁联结部分必须能承受架桥机传递下来的荷载，故待架孔近端应先装入一个外侧角钢。纵横梁联结处，其横梁上的摩擦面是由现场喷砂、喷铝，试验摩擦系数均必须大于0.45(设计值)的要求。结 语

我国目前有一万余孔钢桥已逐步步入“老龄化”阶段，这些老桥弃之可惜，是很大的浪费，但继续使用必须进行技术改造。老洛口桥的技术性大修施工，对其它钢桥的改造起到借鉴作用。

作者简介： 全建设(1962-)，男，工程师，1984年毕业于武汉铁路桥梁学校桥梁工程专业；1991年毕业于华南工学院建筑工程系土木工程专业，工学学士。

作者单位：全建设，铁道部大桥局三桥处，广东 花都 510080；

张自荣，铁道部大桥局勘设院，湖北 武汉 430050 参考文献:

黄河路大桥 篇3

【摘要】 对国产桥梁用钢Q370qE进行了焊接工艺研究，通过对16～36mm中厚板的各种焊接接头型式的焊接工艺试验，总结出了Q370qE中厚板焊接工艺参数，可供类似工程参考。

【关键词】 Q370qE；钢焊接；焊接工艺评定；力学性能；焊接参数

一、钢桥焊接结构概况

1.工程概况

中宁黄河特大桥是太（太原）、中（中宁）、银（银川）铁路控制性工程，位于宁夏回族自治区中宁县境内，是国内目前最长的黄河特大桥，属国家重点工程。中宁黄河特大桥全桥长4459米，118个敦台，其中全桥有6跨L=96m双线简支钢桁梁。钢桁梁采用无竖杆三角桁架，桁高12.3m，节间长度12m，主桁中心距11.2m。

2.焊接结构形式

中宁黄河特大桥栓焊结构主要由主桁、横梁、纵梁、上平联、横联五个部分组成。主桁、横梁、纵梁设计材质Q370qE，焊接接头-40℃冲击值不得低于《桥梁用结构钢（GB/T714-2000）》钢材标准。

主桁箱型杆件盖板与竖板的棱角接头为开坡口部分熔透焊缝，熔透深度在13～28mm之间，且附加焊角高度不小于5mm。

横梁箱型杆件的盖板与竖板棱角接头为开坡口部分熔透焊缝，熔透深度12mm。横梁与纵梁联接的连接板为部分熔透角焊缝，横梁上盖板与纵梁端部上盖板对接全熔透工地焊接。纵梁两端上盖板与横梁上盖板对接全熔透工地焊接。

3.设计选用钢材标准

设计采用Q370qE钢材，技术条件满足《桥梁用结构钢》GB/T714-2000要求。

Q370qE钢板，设计文件要求，钢板应正火状态交货，钢板冲击韧性：板厚＞24mm时，-40℃时Akv应大于120J；厚度小于或等于24mm时，-40℃时Akv应大于100J。性能优越的耐寒材料保证了低温条件下大桥的质量。

4.焊缝力学性能要求和焊接工艺评定试验规定

(1)焊缝强度：对接焊缝、角接焊缝屈服强度、抗拉强度不低于基材标准（GB/T714-2000）。

(2)焊接接头韧性：对接焊缝及受拉的开坡口的角接焊缝，-40℃时的却贝冲击功不小于41J；角接及棱角接焊缝，-30℃时的却贝冲击功不小于34J。

(3)焊接接头冷弯：对接焊缝180°冷弯不裂。

(4)焊缝伸长率：δ=6～16mm时δ5≥21%，δ＞16mm时δ5≥20%。

二、焊接方法及焊接材料的力学性能

1.焊接方法

本桥采用埋弧自动焊、药皮焊条手工电弧焊和富氩混合气体保护焊完成此结构的焊接工作。

2.焊接材料的化学成份和力学性能

焊接材料的化学成份和力学性能，见表1、表2。注：①表中数据化学成份为最大值，力学性能为最小值。②表中数据供货单位提供。

3.焊材力学性能与母材力学性能的比较

选用的焊接材料力学性能均匹配设计母材，焊接材料力学性能满足要求。

三、试板接头形式及焊接条件

1.试板接头形式及施焊工艺参数

根据设计文件和《铁路钢桥制造规范》（TB10212-98）的规定，结合本桥结构的焊接接头形式及拟采取的焊接方法。焊接工艺评定，选出7组试板，分别对对接接头、T形接头、箱形棱角接头三种形式进行评定试验。焊接试验接头型式、方法、材料和拟定的焊接参数表3。

2.试板的焊接条件

试件采用火焰切割下料，坡口采用火焰切割，用砂轮打磨光顺。坡口角度误差±5°。试件焊接选择操作技能较好的焊工进行，施焊地点在室内。

焊接均采用直流电源，工件接电源负极。焊前对工件进行了预热，预热温度80-100℃。焊接为多道焊，层间温度未超过150℃。焊接背面的清理采用碳弧气刨清根，砂轮打磨的方法。焊接电流、电压及速度，按初步作业指导书进行。

焊条和焊剂在使用前进行烘干，烘干温度300～350℃，并保温2小时后取用。

3.试板的焊缝检查

(1)外观质量

试件焊缝外观成型良好，未见裂纹、夹渣，未熔合、未填满弧坑和焊瘤等缺陷。

(2)内部探伤

试件焊接完成24小时后，均进行超声波探伤。对接接头质量水平达到《铁路钢桥制造规范》规定的Ⅰ级要求；3＃、4＃、6＃角接头达到Ⅱ级要求。

4.焊接试验结果汇总及数据分析

焊接接头力学性能试验委托中国船舶工业武汉材料与结构试验检测中心进行性能试验。试验结果汇总及分析见表4。

5.试验结论

本桥焊接工艺试验通过了专家评审组的评审，评审认为：焊接工艺评定试验，选择Q370qE钢7组有代表性的焊接接头，采用拟定的初步焊接工艺进行施焊。经检验，试件焊缝金属拉伸、接头拉伸、接头冲击和弯曲试验结果均符合设计文件和《桥规》中关于试验验收要求，各项力学性能试验结果均大于基材标准。各试件的宏观酸蚀试验，均未发现裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑和焊瘤等缺陷。硬度试验结果，最高硬度为HV222，未超过HV350的规定。

拟定的焊接工艺基本合理，各项试验结果均满足设计和《桥规》要求，拟定的焊接工艺可以作为正式工艺应用于实际产品焊接。

参考文献：

[1]陈祝年．焊接工程师手册．北京：机械工业出版社，2002

[2]马立鹏，徐向军.武汉天兴洲公铁两用长江大桥焊接工艺评定实验．钢结构杂志论文集，2008

黄河路大桥主塔嵌岩桩施工工艺 篇4

1.1 设计概况

黄河路大桥位于朝阳市区内黄河路东段跨越大凌河,与凤凰组团开发区相连。该桥为自锚式钢筋混凝土悬索桥,主桥为三跨双索面预应力混凝土自锚式悬索桥,采用塔墩固结,塔梁分离的半悬浮体系,桥塔采用“门”字形塔,塔高49.827m,塔基采用群桩基础,每个塔柱下设9根直径1.8m钻孔灌注桩,嵌岩5m。主桥主梁及引桥为现浇预应力混凝土连续箱梁,桥梁全长508.32m,跨径布置为主桥73m+180m+73m;引桥两侧分别为28m+28m+32.16m。

1.2 地质概况

桥址处地层自上而下分14层,第1层素填土:砂、砾石,层厚1.20～5.10m;第2层砾砂:层顶埋深2.00～4.40m;第3层圆砾:层厚1.20～8.50m;第4层卵石:层厚8.20～12.20m;第5层砾砂:层厚0.80～1.90m;第6层卵石:层厚1.50～11.80m;第7层圆砾:层厚1.20～2.80m;第8层卵石:层厚5.10～7.80m;第9层圆砾:层厚1.10～3.70m;第10层卵石:层厚2.00～13.10m;第11层强风化砂砾岩:层厚1.60～4.60m;第12层中风化砂砾岩:层厚1.60～4.10m;第13层微风化砂砾岩:层厚1.80～3.60m;第14层未风化砂砾岩:层厚3.60～11.20m。

2 施工方案

2.1 现场准备

在桩基施工前,修建东西贯通的作业便道、孔位处筑岛,填土高度高出河床1.2m,用压路机碾压密实,整平桩基础范围内场地,保证有充足的作业平台,周围做好排水沟。设置必需的临时设施,安装水电线路,检修机械,使机械处于完好状态,发现问题及时处理。导管使用前进行密水、承压和接头抗拉试验。挖好泥浆池,选用优质红粘土造浆,泥浆比重控制在1.1～1.4范围。

2.2 钻机、钻具选择

冲击式钻机是灌注桩基础施工的一种重要钻孔机械,它能适应各种不同地质情况,特别是卵石层及岩石层中钻孔,冲击式钻机较之其它型式钻机适应性强。同时,用冲击式钻机钻孔,孔壁四周形成一层密实的土层,对稳定孔壁,提高桩基承载能力,均有一定作用。根据黄河路大桥地质资料,钻孔桩所处土层为素填土、圆砾、卵石、砂砾、强风化砂砾岩、中风化砂砾岩、微风化砂砾岩及未风化砂砾岩,故选用CZ型冲击钻、乌克斯冲击钻机及冲击反循环钻机成孔。这三种钻机的冲击方式不同,乌克斯钻机、冲击反循环钻机可人工和自动控制冲程,最大冲程0.8m;CZ冲击钻机人工控制冲程,能控制到4m。乌克斯冲击钻采用3～4t筒型钻具及4～5t十字式实体钻头两种;CZ冲击钻采用4～6t十字式实体钻头;冲击反循环钻机的钻具是配套使用的专用钻具。

2.3 护筒制作、埋设

护筒采用4～6mm钢板制作,护筒直径比实际桩径大30 cm,护筒长度根据实际筑岛情况确定,保证护筒底埋入原河床50 cm,高出筑岛顶面30cm,并且护筒坚实、不漏水。

按施工放样的桩位埋设护筒,采用机械、人工相结合的方法开挖护筒坑,为防止护筒底坍塌、漏水,护筒与孔壁四周范围内用粘土分层夯填,护筒埋入原河床以下0.5m,护筒中心和桩中心重合,护筒自身保持竖直,护筒顶面高出筑岛地面0.3m,平面位置的偏差不得大于5cm,护筒倾斜度的偏差不大于1%。

2.4 护壁泥浆

由于地下水位下砂、卵石层较厚,造成冲孔困难且孔壁易坍塌,泥浆易漏失,因此制备高质量的泥浆显得尤为重要。本工程采用优质红粘土造浆,另外掺入孔中泥浆量0.1%～0.4%的纯碱,它可以有效的提高泥浆性能指标,使粘土颗粒进行分散而不易凝结,为粘土吸收外界的正离子颗粒提供了条件,并可增加水化膜厚度,提高泥浆的胶体率和稳定性,降低失水率。钻孔时当钻孔内泥浆不足时,开动泥浆泵,将泥浆从泥浆池中泵入钻孔内,钻孔泥浆始终高出地下水位1.0m～1.5m,防止地下水渗入里面造成坍孔,以确保孔壁的稳定。

2.5 钻机孔位布置

主塔群桩基础,每个塔柱下设9根直径1.8m钻孔灌注桩,嵌岩5m,桩中心距4m,成正方形布置,平行最小桩净距2.2m。斜向间距仅有3.8m,如果不把相邻3.8m钻机布孔问题解决,每个承台就要5个波次,为了合理布置钻机减少主塔桩基钻孔波次,采取超常规相邻桩距钻孔,在净距3.8m、2.2m相邻桩位置布置钻机。

3 钻孔

3.1 钻机就位

开钻前必须复测桩位,钻机就位在稳定筑岛面上,下面平铺垫木,桩架固定牢靠,保证钻机不产生位移和沉陷,主杆竖直、不倾斜,钻头和钢丝绳中心与桩中心重合,钻机布置充分考虑不影响成孔后下钢筋笼及混凝土灌注。

3.2 钻孔过程控制

钻机就位后,在孔内投入粘土,用小冲程冲砸,泥浆比重控制在1.2～1.5之间,钻进0.5～1.0m再回填粘土,继续以小冲程冲砸,锤高0.4～0.6m,并及时加粘土造浆护壁,使孔壁挤密直至孔深达护筒底以下3～4m后再加快速度,转入正常冲击,为了更好的发挥钻机钻孔效率,针对三种机型采取不同的控制方法。乌克斯冲击钻在卵石层中冲孔时,利用筒型钻具,采用中、高冲程冲砸,每分钟冲击36次,钻进速度较快,泥浆比重1.3左右,并要及时掏渣。进入岩石层后,筒型钻具不适合冲击岩石,改用4～5t重十字式实体钻头。CZ型冲击钻起重力及冲程大,在卵石层及岩石层冲孔过程中采用4～6t十字式实体钻具,开始冲程控制在1m之内反复冲击,并随时添加粘土造好护壁泥浆,泥浆比重控制在1.5左右,同时也将护筒底部挤密实,防止漏水。之后逐渐增大冲程,控制在4m之内,每次钻进3～4m时要清一次渣。进入岩石层后每次钻进0.5m要清一次渣;冲击反循环钻机每分钟冲击43次,用泥浆泵直接从孔底将沉渣通过钻杆抽出,清渣速度快适合在卵石层冲孔,冲孔过程控制基本与乌克斯冲击钻相同。

两孔净距2.2m钻孔控制,两台钻机同时开钻,为观察钻孔过程中两孔是否穿孔,水位高差要始终保持相差0.5m,在卵石层冲孔时,两台钻机要保持冲程钻进速度同步,并注意观察两孔水位高差,进入微风化及未风化岩层后,两台钻机的钻进速度可以不再保持同步状态。

钻进过程中要经常检查并及时调整泥浆性能,如泥浆稠度太大则由于阻力作用影响钻头进尺速度,且易发生桩孔偏移;泥浆稠度太小,则钻渣难以充分悬浮,造成掏渣困难,且难以起到护壁作用。

3.3 掏 渣

不同型号钻机掏渣方式不同,CZ冲击钻掏渣依靠泥浆稠度将钻孔形成的渣浮到上面进入泥浆池沉淀,用泥浆泵循环泥浆直至没有沉渣再进行下个循环;冲击反循环钻机掏渣速度快,效果好,直接将孔底沉渣用泥浆泵通过钻杆抽入泥浆池,沉淀后清浆流入孔内;乌克斯冲击钻掏渣,当孔深冲至4～5m深以后,则要开始淘渣,每台班掏一次,每次约4～5桶。不论哪种方式掏渣要及时加水保持孔内护壁泥浆,恢复泥浆正常浓度,这样反复进行冲击、掏渣、测量,直至设计深度。

3.4 终孔及清孔

在达到设计孔底标高时终孔,检验孔位、孔径、孔深、垂直度等情况时,保持孔内水头防止坍孔,并填写终孔检查记录,沉渣厚度满足规范要求。嵌岩桩必须清除孔底沉渣才能保证单桩承载力,因此本工程还采用了二次清孔工艺,首先用冲击钻头泛浆,掏渣筒清孔,直到孔内泥浆比重控制在1.1～1.2之间,沉渣厚度小于5cm。

4 钢筋笼就位

钢筋笼严格按设计和规范要求制作,钢筋笼钢筋连接方式采用墩粗直螺纹接头,钢筋骨架的保护层,通过在主筋上焊接导向钢筋来保证。按设计要求,在钢筋笼内侧平面呈等边三角形布置超声波检测预埋管。为便于施工,分节吊放钢筋笼,采用吊车吊放,注意不得碰撞孔壁,防止塌孔。钢筋笼每节段对接时,先将下段挂在孔口,为保证钢筋镦粗接头连接质量使钢筋笼断面保持水平状态,再吊上第二段进行连接,一个断面的所有接头必须保持同步进行,必要时用倒链配合工作,直至接头拧紧。钢筋笼节段连接完成吊入后应校正轴线位置,切勿扭转变形,轴线确认无误将钢筋笼固定。

5 灌注水下混凝土

本工程采用内径300mm导管浇注水下混凝土,接头采用丝扣连接,用“○”形橡胶圈密封,严防漏水。下导管前进行水密性检查,检验水压为0.6～1.0MPa。

桩基采用C30混凝土,混凝土由运输车直接送进漏斗浇注,同时以汽车吊配合拆卸导管。先灌入首批混凝土,首批混凝土灌入9m3,使其有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出,并能把导管下口埋入混凝土不小于1m深。随着浇注连续进行随拔管,中途停歇时间不得超过15min。在整个浇注过程中,导管在混凝土埋深以2～4m为宜,专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差,及时填写水下混凝土浇注记录,浇注混凝土面高出设计桩顶标高至少1m。

6 施工过程中出现塌孔、卡钻时施工处理措施

6.1 塌孔处理

钻孔灌注桩的塌孔实际上产生的原因主要是地层复杂、钻进进尺过快、护筒埋设周边不密实漏水、护壁泥浆性能差、成孔后放置时间过长没有灌注混凝土等原因所造成。

黄河路大桥桩基施工时曾遇到了洪水冲淤,将正在钻进的孔淤平,同时破坏了筑岛土基的密实性,这些孔在第二次钻进时个别出现塌孔现象。首先立即停止钻进,然后将孔内用粘土和片石全部填满,待孔内回填层稳定后,重新在桩位上埋设护筒,并将原护筒加长进入原河床标高下2m,同时将护筒底部及周边用低标号混凝土灌注以防止漏水,再架好钻机重新钻进。

6.2 卡钻处理

钻孔桩卡钻产生的原因主要是地质结构复杂,由于缩径造成,其次是施工工艺不合理造成。黄河路大桥桩基地质复杂,主塔桩基入岩经过强风化砂砾岩、中风化砂砾岩、微风化砂砾岩及未风化砂砾岩4层,在钻进到微风化砂砾岩层时出现卡钻现象。解决卡钻采取了相应措施,首先,进行取样分析地质情况,通过所取样品得知这种砂砾岩比较粘,而且还有可缩性。原因找到了,在钻进的过程中减小冲程,降低钻进速度,同时加入片石,反复进行冲击,冲击碎的石块与砂砾岩结合可以降低粘性,反复此过程将孔壁挤密实避免了可缩性。进入岩层后,钻头的磨损很大,保正孔径就要不断焊补钻头,每次焊补钻头后的直径都要超过提钻时孔的直径,再次冲击时控制不当就容易卡钻。为避免这种现象,在钻进到微风化砂砾岩层之前进行焊钻头,将钻头直径增大3～4cm,直到成孔中途不再焊补钻头。

7 总结

冲击钻钻孔灌注桩是桥梁建设中采用的基本方法之一,对不同的地质情况怎么掌握好冲击钻钻孔灌注桩的施工工艺及钻孔过程中出现问题的处理也是难题之一。黄河路大桥工程主塔桩基施工经过周密的准备工作,遇到塌孔、卡钻等问题及时采取措施,并获得成效。针对入岩后的具体地质情况所采取的处理方案可行,达到满意的效果,同时也为大孔径钻孔桩卵石层及岩石层近距离成孔积累了经验。

摘要：朝阳市黄河路大桥全长508.32m,基础为钻孔灌注桩,主塔基础设计为群桩嵌岩5m,桩径1.8m。黄河路大桥地质复杂,施工难度大,通过细致研究钻孔措施,解决了难题,完成了桩基施工。

乌锡铁路黄河特大桥汇报材料 篇5

尊敬的呼和浩特铁路局各位领导：

首先我代表一标二分部黄河特大桥全体参战员工对各位领导在百忙之中莅临我项目部指导检查工作表示诚挚感谢和热烈的欢迎。乌锡项目黄河特大桥自上场以来在各级领导的大力支持下，在项目各级参战员工、施工人员的共同努力下，下部结构施工全部结束，上部现浇梁施工全面展开，目前我项目部施工生产态势良好、各项工作有序推进，安全质量平稳可控。重难点工程主要为48m现浇简支箱梁及主桥大跨度（108m）连续梁施工，现将目前施工总体进展情况及下一步的工作计划向各位领导汇报如下：

一、工程概况：

黄河特大桥位于三湖湾河口至昭君墓河段，北岸为乌拉山前倾平原区，南岸为鄂尔多斯台地，河道属游荡性河道向弯曲性河道的过渡段，平均河宽4000米，河道主槽平均宽约710m；地质主要以粉质黏土、粉砂、细砂为主，有四公里的细砂可液化层；黄河特大桥全长9304.30延米，共有墩台232个，其中32米简支T梁169孔、24米简支T梁4孔、48m现浇简支箱梁36孔，22孔连续梁（2联40m+64m+40m；1联64m+7 ×108m+64m；1联64m+5 ×108m+64m），其中黄河大堤之内主河道中为36孔48m现浇简支箱梁，9孔1联64m+7 ×108m+64m连续梁和7孔1联64m+5 ×108m+64m连续梁；本桥基础全部为钻孔桩基础，桩径分别为1m、1.25m、1.5m、1.8m，墩为实心圆端型桥墩，台为T型桥台。

二、目前总体施工进展情况： 1、48m简支梁施工：

48m简支箱梁共设计36孔，其中北岸28孔（10#~37#梁），南岸8孔（54#~61#梁），截止目前共完成箱梁9孔，正在绑扎钢筋1孔，简支梁分3个工作面同时进行。

2、连续梁施工：

（1）40m+64m+40m连续梁(6#~9#):已施工完成7#墩T构3#块混凝土浇筑及预应力张拉；8#墩T构2#块混凝土浇筑及预应力张拉，目前处于停工状态。

（2）64m+7 ×108m+64m连续梁（37#~46#）：已完成40#墩0#块、42#墩2#块、43#墩1#块、44#墩2#块、45#墩3#块混凝土浇筑，剩余38#墩0#块、39#墩0#块、41#墩0#块正在施工；目前悬臂梁施工已全部停工。

（3）64m+5 ×108m+64m（46#~53#）：已完成47#墩1#块、48#墩1#块、50#墩0#块、51#墩0#块混凝土浇筑，剩余52#墩0#块正在进行施工，目前悬臂梁施工已全部停工。

黄河路大桥 篇6

【关键词】旋挖钻机;钻孔灌注桩;施工技术

0.引言

旋挖钻成孔是近几年来发展较快的先进成孔设备,已在公路、铁路、市政桥梁桩基施工中广泛应用。它与冲击钻成孔或其他旋转成孔相比,具有成孔速度快、精度高、劳动强度低等特点。旋挖钻同时具有移动方便、钻头种类多、提高灌注桩的承载力、减少泥浆用量、施工速度快等优点。

1.工程简介

1.1工程概况

1.2工程地质情况

本段线路经过地区地表水主要为黄河水，黄河在此处常水位宽度约为1200m，测时水位92.81m，目前主槽位于南侧，宽约40m，水深6～7m，其余水深在0～2m不等，河中多有浅滩；地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水，主要含水层为粉砂、细砂和粉土层，勘探期间地下水埋深约3.7～8.8m，高程约90.25～96.38m，水位变幅约5.81。

2.旋挖钻机钻孔施工技术

2.1旋挖钻施工工艺原理

成孔工艺是旋挖成孔，首先钻机自行到桩位，自行下放钻杆，将底部带有活门的桶式钻头置放到孔位，根据不同地层通过加压装置给钻头一定压力，钻头旋转切土，，并直接将其装入钻头内，再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土，重复循环，不断地取土、卸土，直至钻至设计深度，钻孔过程中，根据不同地层，配置相应的泥浆，保护孔壁。

2.2旋挖钻施工优点

（1）旋挖钻机得地层适应能力强，除流塑性淤泥层、单轴抗压强度100MPa以上的极硬岩外，基本可以适应所有地层。

（2）机械化程度高、机动灵活、成孔周期短、效率高、安全性能高、效益好，一次钻进可达0.4m～1.2m。

（3）自行式液压履带，行走快捷、与地面接触面积大，减少单位面积的土压力，能自行埋设护筒，电脑系统桩位对位精确。

（4）钻孔调换快捷，不同直径的钻头可供调换，适用性强。

（5）泥浆产生少、环境污染小，提高了文明施工的水平。

（6）在孔壁上形成较明显的螺旋线，有助于提高桩的摩擦力。

（7）旋挖钻机自身具有动力系统，不用外接电力，摆脱电力的限制。

2.3旋挖钻钻孔施工工艺

旋挖钻钻孔施工工艺

3.旋挖钻机钻孔施工关键工序的质量控制

3.1场地平整

采用的大型旋挖钻自重约60～130t，钻机底盘（即履带）宜置于坚实平整的场地上，以保证钻机平稳，避免钻机地盘倾斜引起斜孔、偏孔，如果条件受限，还以采用铺置大面积钢板法，比较方便快捷、重复使用。钻机的布置应与钻孔施工中出土清运的相协调。

3.2护筒埋设

新建铁路郑州至焦作黄河大桥桩基施工中，采用直径为1.5～2.3m，长3～12m、厚10mm的钢护筒。钢护筒制作质量要求：护筒内径应比桩径大200mm。钢护筒埋设好后，顶部应高出施工水位或地下水面2m，并高出施工地面0.5m，其高度尚应满足孔内泥浆面高度要求，钢护筒顶面平面位置偏差≤5cm,护筒倾斜度≤1%，同时钢护筒顶面埋设十字护桩，确保钻进过程中孔位的准确性，钻孔中发现偏差及时校正。

3.3泥浆制作

钻孔泥浆以水加优质膨润土造浆，适当加入纯碱或烧碱等添加剂以提高泥浆黏度和胶体率，其掺量由试验室试验确定，优质泥浆各项性能指标具体要求如下：比重1.1～1.3，黏度16s～22s，含砂率＜2%，PH＞7，胶体率≥98%。

3.4钻机就位

钻机地盘应平整，保持稳定，不得产生位移和沉陷，钻机导杆中心或钻头中心与护筒中的偏差不得大于5cm。

3.5钻孔施工

当钻机就位准确,泥浆制备合格后即开始钻进,钻进时每回次进尺控制在600mm左右,刚开始要放慢旋挖速度,并注意放斗要稳,提斗要慢。在钻斗的底部还设有活络挡板,可以使被切下的土体进入钻斗以后不会回落。待钻斗中装满土以后,停止施加扭矩,提斗就近弃碴,并用装载机铲运到指定地点。

钻进过程中,随时监测泥浆浓度及孔内水头高度,注意及时补浆,施工员要随时对钻渣取样分析,绘制出每孔地质柱状图,并与地质资料核对。钻机操作时根据出渣的土质情况合理控制钻进速度及提升速度，钻头的提降要要匀速，减少冲刷孔壁。针对黄河滩地质情况，上层以砂层为主，粉质黏土层等地质情况，选择合适的钻进速度和旋转速度。砂层以低钻速，小钻进，提高泥浆稠度，增强护壁，防止塌孔；粉质黏土层可以适当加快钻速，提高钻进速度，降低泥浆比重，提高钻孔效率。不同地层采用不同的泥浆比重，不钻进速度，特别在地层变化处控制，尤为重要。这就需要经常取钻渣以观察其地层情况及变化情况，并要定时测定泥浆指标，及时作出调整，保证钻孔的质量。

3.6成孔检验

当钻孔深度达到设计要求后，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，采用探孔器进行检测。满足设计要求后，方可进行下道工序施工。

3.7钢筋笼制作与安装

（1）钢筋笼制作：钻孔桩的钢筋笼在车间分段制作，运输到桩位处用吊机起吊安装。钢筋笼所用钢材要有产品合格证和现场抽检复查资料，并满足有关规范要求。主桥钢筋笼主笼长度为92.5m，主筋为?28,总重量24t，分为9节，节与节之间及主筋接长均采用滚扎直螺纹套筒机械连接。

（2）钢筋笼下放：钢筋笼安装时用专用的起吊工具卡起吊，避免钢筋笼起吊变形过大。两节笼对接时，上下节中心线保持一致，不得将变形的钢筋笼安放入孔内。安装到位后及时固定，防止脱落，并采取有效措施防止钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮。

3.8清孔

钻孔至设计高程后进行清孔。清孔时利用钻机的泥浆循环系统，通过换浆进行。如果灌注混凝土前，孔底沉渣超过设计容许值，必须进行二次清孔。吸碴换浆时及时向孔内注入新鲜泥浆，保持孔内水位，避免塌孔。清孔后及时测量沉碴厚度，保证泥浆比重1.1～1.3，黏度16s～22s，含砂率＜2%，PH＞7，胶体率≥98%，符合规范及设计要求，可以进行水下混凝土灌注施工。

3.9水下混凝土灌注

桩身混凝土灌注采用垂直提升导管法施工。采用Φ280mm快速卡口接头导管，导管使用前组装编号后配套使用并进行水密承压、接头抗拉试验，合格后方可使用，按照孔口工作平台上的导向孔逐节安装导管，并记录好导管的安装长度及节数，混凝土采用的粗、细骨料应采用级配良好的碎石、中粗砂。混凝土拌制后要保证良好的流动性，3小时后坍落度不小于15cm，砼出仓时的坍落度控制在18～22cm。水下混凝土应连续浇筑，中途不得停顿，尽量缩短灌筑时间。

4.旋挖钻钻孔灌注桩施工中常见事故的预防及处理

4.1钻孔偏斜和缩孔

偏斜和缩孔原因：

（1）地质软硬不均匀，钻头偏向较软地质一侧。

（2）旋挖钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳，地面基础软弱或软硬不均匀，产生不均匀沉陷，造成斜孔。

（3）在软地层中钻进过快，水头压力差小，造成缩孔。

预防和处理：

（1）场地施工前软基换填，平整夯实，或者在旋挖钻机履带下铺设大面积的钢板，防止不均匀沉陷。

（2）进入不均匀地层时，钻速要慢。

（3）遇到孤石时，坚持采取减压低速钻进，遇有斜孔时，扫孔至倾斜位置，慢速来回转动钻具，钻头下放时要严格控制钻头的下放速度，利用钻头纠正孔斜。

4.2孔壁坍塌

塌孔主要原因如下：

旋挖钻主要是通过重复提升钻头去渣钻孔作业，结合新建铁路郑州至焦作黄河大桥所处地质以砂层为主，来回提降钻头会给孔壁不同程度的损伤，提降钻头速度的快慢，直接影响钻头周围水流对孔壁的冲刷程度，对护壁损伤严重导致塌孔。

针对上述情况采取主要措施：

（1）使用优质泥浆，提高泥浆比重和粘度。

（2）控制提降钻头的速度，减少对孔壁的冲刷。

（3）适当增加护筒的埋设深度。

4.3孔底沉渣过厚超标

孔底沉淀过厚的原因：

（1）由于新建铁路郑州至焦作黄河大桥所处地理位置及地址情况，旋挖钻机钻孔施工过程中，当钻进的地层以砂层为主时，泥浆中砂的含量就增大较多，经过泥浆的循环使用，随泥浆注入孔内，经过多时沉淀，引起孔底沉淀较厚。

（2）在砂层中钻进时，提钻时砂子很容易从钻斗泻水口流入泥浆中，再次入孔内，引起孔底沉淀较厚。

孔底沉淀过厚的处理措施：

（1）钻孔施工中，通过设置钻孔泥浆采用泥浆净化器和多级沉淀相结合的方式进行净化。

（2）增大泥浆比重和粘度，减少孔底沉淀，采取二次清孔，在第一次清孔结束后，静置一段，再次清孔，使孔底沉渣得以清除。

5.结论

雁盐黄河大桥结构分析 篇7

1.1全桥结构分析有限元模型的建立

1) 全桥结点、单元划分及坐标计算。本桥采用静、动力有限元结构分析程序进行结构计算分析。主拱肋采用三维梁单元模拟, 吊杆和系梁采用三维杆单元模拟, 系梁的初张力按单元降温模拟。全桥共划分了704个节点、981个单元 (见图1) 。

2) 单元特性计算。毛截面几何特性是计算结构内力及变形的前提。本桥采用Auto CAD中面域/质量特性计算出各单个截面的毛截面几何特性, 然后将钢截面换算成混凝土截面。

1.2结构自重与二期恒载计算

横梁计入预制槽形板后的恒载集度即为结构自重 (也称为一期恒载自重) 。

二期恒载集度为桥面铺装与护栏恒载集度之和。本桥的二期恒载取值为82 k N/m。

1.3全桥结构活载计算

汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构的整体计算采用车道荷载;桥梁的横向计算采用车辆荷载。

1) 本桥采用四车道, 车道折减系数为:ξ=0.67。本桥采用公路Ⅰ级车道荷载, 均布荷载标准值为qk=10.5 k N/m, pk=360 k N。由杠杆原理并考虑车道折减系数, 可以得出各纵梁所承担的荷载:

2) 主拱控制截面内力影响面计算及其加载。

计算各截面可变荷载内力以绘制影响面为主, 可以采用静力法或机动法 (利用虚功原理) 绘制影响面。影响面的图形也可通过施加一组节点荷载即可得到指定截面的内力影响面 (见图2) 。

在主梁活载内力影响面上的最不利荷载工况上动态加载可求得活载最大内力Sp。

3) 内力结果整理与分析。

恒载及车道荷载在各控制截面产生的内力见表1。

4) 桥墩影响面计算及其加载。

桥墩影响面采用机动法绘制。机动法作影响面的依据是理论力学中所讲过的虚位移原理, 即刚体体系在力系作用下处于平衡的必要和充分的条件是:在任何微小的虚位移中, 力系所作的虚功总和为零。欲作某一反力或内力X的影响面, 只需将与X相应的联系去掉, 并使所得体系沿X的正方向发生单位位移, 则由此得到的荷载作用点的竖向位移图即代表X的影响面。这种作影响面的方法便称为机动法。绘制影响面的目的是为了利用它来确定实际移动荷载对于某一量值的最不利位置, 从而求出该量值的最大值。恒载及车道荷载在墩控制截面产生的内力见表2。

k N

1.4主拱控制断面内力组合

结构计算中, 通常需要求出在恒载和活载共同作用下, 各截面的最大、最小内力, 以此作为设计或检算的依据。联结各截面的最大、最小内力的图形, 称为内力包络图。

1) 内力组合见表3。

2) 内力包络图绘制见图3, 图4。

3) 主拱典型断面应力验算。σmax=9.879 0 MPa, σmin=0.364 6 MPa, 根据桥规规定其应力限值为:0≤σ≤0.55×Rag=15.675 MPa (压弯构件) 。显然可见, 应力组合值满足桥规要求。

2桥面横梁应力分析

2.1横梁有限元模型的建立

首先对结构进行节点、单元划分以及坐标计算, 给定典型构件的单元特性, 建立了横梁平面模型。在横梁计算中, 考虑了横向预应力及人群活载的效应。

1) 预应力计算。

预应力混凝土构件在正常使用极限状态计算中, 预应力损失包括:预应力钢筋与管道壁之间的摩擦σl1 (后张法) ;锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩σl2;预应力钢筋与台座之间的温差σl3 (先张法) ;混凝土的弹性压缩σl4;预应力钢筋的应力松弛σl5;混凝土的收缩和徐变σl6。扣除预应力损失之后的有效预应力值σcon-σ损失应满足:0.55fptk≤σ有效≤0.65fptk。

本桥预应力钢筋采用后张法7根5或7根4钢绞线, fptk=1 860 MPa, σcon=0.75fptk, 为了简便计算取σ有效=0.57fptk=1 060.2 MPa。

2) 恒载、汽车及人群荷载在各控制断面产生的内力结果见表4。

2.2横梁最不利荷载工况计算

根据配筋图, 计算得支点处正截面承载能力为:Mu=4 197 k N·m, 在组合荷载作用下, 支点处产生的弯矩M=1 738.67 k N·m<Mu;跨中正截面承载能力为:Mu=3 849 k N·m, 在组合荷载作用下, 跨中处产生的弯矩M=3 504 k N·m<Mu。支点处斜截面抗剪能力为:Vu=2 733.91 k N, 在组合荷载作用下, 支点处应承受的剪力为:V=1 048.62 k N<Vu。应力验算分别进行了使用阶段正应力验算和主应力验算。预应力钢筋中的拉应力:σp, max=1 116.1 MPa<0.65Ryb=1 209 MPa, σp, min=1 074.4 MPa, , 验算结果表明满足桥规要求。主应力:σzl=1.64 MPa<0.8Rlb=2.4 MPa, σza=3.88 MPa<0.6Rab=21 MPa, 显然, 符合桥规限值要求。

3承载能力极限状态计算

1) 主拱典型断面正截面承载能力验算 (L/4, L/2) 。

边拱正截面承载能力为:φfscAsc=8.091 94×104k N, 荷载组合作用下产生的最大内力值为:Nmax=15 732.6 k N<φfscAsc;中拱正截面承载能力为:φfscAse=8.091 94×104k N, 荷载组合作用下产生的最大内力值为:Nmax=26 459.4<φfscAsc。结果表明:验算均满足要求。

2) 桥墩基础承载能力验算。

单桩承载力[P]=9 132.94 k N, 经过荷载组合:边墩:P=6 557.44 k N<[P], 中墩:P=8 690.27 k N<[P]。

4桥梁结构挠度验算

1) 纵梁挠度验算。

中跨纵向挠度:

边跨纵向挠度:

2) 横梁挠度验算。

横向挠度:

参考文献

[1]康谷贻.混凝土设计原理[M].北京:中国建筑工业出版社, 2002.

[2]JTG D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S].

西固黄河大桥选线方案分析 篇8

关键词：桥梁,西固大桥,桥位方案,控制性工程

西固黄河大桥主桥采用m斜拉桥, 南岸引桥采用2×40m简支箱梁, 北岸引桥采用5×40m连续箱梁, 属于连霍国道主干线兰州南绕城高速公路重点和难点工程, 位于兰州南绕城高速公路第14合同段。上部结构主桥主梁采用工字钢-混凝土结合梁, 斜拉索采用直径7mm镀锌低松弛平行钢丝束, 引桥采用预应力混凝土预制箱梁。下部结构主桥桥塔采用菱形钢筋混凝土塔, 辅助墩、过渡墩采用薄壁空心墩, 引桥下部结构采用薄壁空心墩、柱式墩, 桥台采用柱式台, 基础采用钻孔灌注桩基础。

黄河大桥段实景如图1所示。

1 桥位方案

西固大桥是兰州南绕城高速公路控制性工程, 桥位控制因素多, 工可、初设时均开展了多桥位比较, 由于水资源位方案明显缺乏比较性, 结合该段工可推荐桥位及水源保护区、铁路、公路、输油管道现状, 分别提出了A、F、G三个方案进行比选论证, 如图2所示。F线与河道正交, 位于A线上游500m处;G线与河道斜交角23°, 位于A线上游150m处。

2 方案概述

1) A线方案:路线在牟家台设1016m的中隧道下穿石油、天然气管道后, 沿水源一级保护区边缘以全长1043m, 主跨360m的斜拉桥跨越黄河至对岸柴家台, 以挖方路基通过柴家台进入井子沟, 路线沿沟道布设, 设置2860m井子沟特大桥穿越井子沟。

A线方案距柴家峡水库约2km, 路线长度6.785km, 路线最小曲线半径为1200m, 桥梁全长为1043m, 隧道长3050.5m, 桥面最大高度87m。

2) F线方案:路线在牟家台设2395m的长隧道下穿石油、天然气管道后, 沿水源一级保护区边界上游350m以 (65+112+360+112+65) m斜拉桥跨越黄河至对岸柴家台, 以挖方路基通过柴家台进入井子沟与A线方案相接。本方案距柴家峡水库约1.5km, 路线长度7.745km, 路线最小曲线半径为950m, 桥梁全长为725m, 隧道长4331m, 桥面最大高度80m。

3) G线方案:路线在牟家台设1548m的长隧道下穿石油、天然气管道后, 沿水源一级保护区边界以全长899m, 主跨360m的斜拉桥跨越黄河至对岸柴家台, 以挖方路基通过柴家台进入井子沟与A线方案相接。本方案距柴家峡水库约1.8km, 路线长度7.224km, 路线最小曲线半径为1100m, 桥梁全长为899m, 隧道长3377m, 桥面最大高度86m。

3 各桥位方案优缺点

1) A线方案。方案A布孔控制因素有:水资源保护区、西新道路、兰新铁路, 通过桥型方案比较, 适宜的桥型为: (3×40) m先简后连组合箱梁+ (65+112+360+112+65) m斜拉桥+ (5×40) m先简后连组合箱梁, 见图3所示。

优点:1) 路线长度最短, 黄河大桥段平面线形指标高;2) 黄河大桥桥塔、墩高较其他方案低, 最高桥塔160m, 最大墩高77m;3) 避让了天然气、石油管道;4) 拆迁工程量小、占地较少。缺点:1) 受黄河大桥和输油管线限制, 与大桥相接的柳泉3#隧道终点段为小净距隧道, 施工难度大;2) 路线在柴家段台挖方较大, 需改移1个110千伏高压输电线铁塔和2个双杆;3) 隧道比D2、D3方案长, 路线距一级水源保护区较近。

2) F线方案。F线桥位与A线桥位相距较近, 桥梁布孔主要控制因素为兰新铁路和兰州市水资源保护区。该桥位南岸地势陡峻, 坡脚临近铁路, 无空间布置主墩, 主墩必须布置在河边处, 主跨所需最小跨度为320m。南岸地势陡峻, 不宜在坡面设墩, 南岸所需最小边孔为180m。结合边中跨匹配关系及主跨跨越要求, 适宜的桥型方案为: (65+112+360+112+65) m斜拉桥, 如图4所示。

优点:1) 黄河大桥桥位最正, 无需引桥, 桥长最短, 较A线短289m。2) 路线距一级水源保护区较远。缺点:1) 路线最长, 较A线长960m。2) 隧道最长, 较A线长1280m。3) 黄河桥头曲线半径较小, 行车舒适性较差。

3) G线方案。G线桥位介于A线和F线之间, 桥梁布孔主要控制因素为石油、天然气管道、兰新铁路和兰州市水资源保护区, 适宜的桥型方案为:斜拉桥, 如图5所示。

优点:1) 黄河大桥桥位较正, 桥长较短, 较A线短144m。2) 黄河大桥桥头曲线半径较大, 行车较顺畅。缺点:1) 路线较A线增长439m。2) 隧道较A线增长326.5m。

4 结论

经上述比较, F线经济、技术指标明显较差, A线方案虽然大桥较长, 但路线比G线短439m, 隧道短326.5m, 平面线性指标高, 拆迁、占地均比F线方案小, 路线有效绕避了天然气、石油管道。建安费比F线方案可节约1391.47万元, 故推荐经济指标最优的A线方案。

参考文献

[1]高冬光.公路桥涵设计手册/桥位设计[M].北京:人民交通出版社, 2011.4

[2]周孟波.斜拉桥手册[Z].北京:人民交通出版社, 2004.3

[3]刘士林.斜拉桥设计[M].北京:人民交通出版社, 2006

[4]公路斜拉桥设计细则 (JTG/T D65-01-2007) 北京:人民交通出版社, 2007

[5]陈明宪编著.斜拉桥建造技术[M].人民交通出版社, 2003.

[6]范立础主编.桥梁工程[M].人民交通出版社, 2001.

[7]陈立平.甬江大桥方案设计及分析研究[D].浙江大学, 2007.

[8]庄兀莹子.福厦线乌龙江特大桥桥型方案比选研究[D].西南交通大学, 2009

济阳黄河公路大桥桥位选择 篇9

拟建项目位于山东省西北部, 黄河下游的鲁北平原区, 济阳黄河公路大桥北距济阳县城约10km, 济阳县城西南距济南市30km, 桥位南邻济南市历城区, 东南、东面隔黄河与章丘、邹平两县相望, 东北毗连惠民县, 北临商河县, 西北与临邑县接壤, 西靠齐河县。

拟建项目地貌为黄河冲积平原区, 海拔高程20～34m, 地势向东北倾斜, 总体较平缓。济阳黄河公路大桥预选的三个桥位位于山东省黄河大柳树店险工～葛家险工河段内, 由于泥沙淤积, 河床逐年抬高, 形成“地上悬河”, 高于两岸平原2～6m, 是黄河防洪的重点河段, 经过多年的治理, 该河段现己成为人工控制的弯曲性河段, 两岸由黄河河道险工控制河势, 河弯难以自由发展, 河道比较稳定。

2 桥位方案[1]

根据黄河河道水文特点、两岸地形、地貌、地质、防洪防凌要求、桥梁与城市及村镇的相对关系、济南市遥墙国际机场对周边地区限高要求等情况, 通过现场踏勘调查, 在黄河大柳树店～葛家店河段范围布设了三个桥位进行比选, 即西吴桥位 (AK方案) 、沟杨家桥位 (BK方案) 、十里铺桥位 (K方案) 。

(1) 西吴桥位 (AK方案)

起点接G220、S248平交口, 路线向南延伸, 约3km经中杨村, 在二十里堡与北吴之间到达黄河北岸, 与西吴桥位相接, 跨越黄河后东岸经小沙滩和幸福庄之间与幸福路相接, 路线全长8096.978m, 其中桥梁长度1360.5m, 左岸接线长度5552m, 右岸接线长度1184.478m。最小平曲线半径800m, 最大纵坡3.28%。本方案在黄河北岸穿越济阳县饮水水源地。

本桥位右岸以上300m为王家梨行险工, 以下300m为胡家岸险工, 桥轴线两岸黄河大堤堤距1585m, 左岸滩地宽671m, 主槽宽度680m, 右岸滩地宽179m, 桥位处河道微弯, 主槽基本稳定, 桥轴线的法线与主流最大夹角4°。鉴于建桥后桥墩挑溜改变了河道的原有溜势, 同时为稳定中水河槽, 黄河河道主管部门要求对王家梨行、骚沟、胡家岸险工进行加固。

(2) 沟杨家桥位 (BK方案)

起点为G220、S248交汇点, 路线向南延伸, 约3km经中杨村, 在沟杨家与中吴庙之间与沟杨家桥位相接, 跨黄河后终点接S321, 路线全长7147.975m, 其中桥梁长度700.5m, 左岸接线长度4678m, 右岸接线长度1769.475m。最小平曲线半径1000m, 最大纵坡3.89%。本方案在黄河北岸与济阳县规划饮水水源地相距较近;同时, 黄河大桥桥位占据了地方村民自建的沟杨家浮桥的位置。

本桥位右岸以上250m为胡家岸险工, 左岸以下110m为沟杨险工, 桥轴线两岸黄河大堤堤距820m, 左岸滩地宽110m, 主槽宽度600m, 右岸滩地宽61m, 桥位处河道弯曲狭窄, 主槽基本稳定, 桥轴线的法线与主流最大夹角1°。鉴于桥位距离黄河控导工程较近, 黄河河道主管部门要求对沟杨险工进行重型加固, 对胡家岸险工进行加固。

(3) 十里铺桥位 (K方案)

起点接G220线, 向东延伸, 在北河套与十里铺之间到达黄河北岸, 与十里铺桥位相接, 跨黄河后在西胡家转向南, 经石家与马家之间接S321, 路线全长5866.605m, 其中桥梁长度1096.5m, 左岸接线长度2856m, 右岸接线长度1914.105m, 最小平曲线半径1500m, 最大纵坡3.97%。

本桥位左岸以上距沟杨险工170m, 桥轴线处两岸黄河大堤堤距1285m, 主槽宽度820m, 左岸滩地宽度102m, 右岸滩地宽度310m, 桥位处河道顺直, 主槽基本稳定, 桥轴线法线与主流线最大夹角5°。鉴于桥位位于黄河控导工程下游, 黄河河道主管部门要求对沟杨险工进行加固。

3 建设条件

济阳黄河公路大桥接线工程主要控制点有:起点黄河北岸路网布局G220、S248, 沿线村庄布设、水源地、桥位、桥型、黄河大堤防洪规划高程、黄河洪水位、河道淤积、黄河河道险工、机场限高, 终点黄河东岸路网布局S321、幸福路。

1)

设计流量采用11000m3/s[2]

2) 防洪水位及堤顶高程[2]

(1) 西吴桥位:设计洪水位 (考虑淤积) 35.71m, 堤顶设计高程37.81m;

(2) 沟杨家桥位:设计洪水位 (考虑淤积) 35.55m, 堤顶设计高程37.65m;

(3) 十里铺桥位:设计洪水位 (考虑淤积) 35.26m, 堤顶设计高程37.36m。

3) 通航要求

本桥位所在河段为规划内河Ⅳ级航道, 根据交通部有关要求, 通航净空为9000m3/s流量相应的最高通航水位以上不小于8m, 并考虑30年的河道淤积。以此推算三个桥位相应9000m3/s流量控制水位依次为:32.37m、32.21m、31.92m。

4) 黄河大堤堤距[2]

三个桥位处黄河大堤堤距分别为1585m、820m、1285m。

5) 主槽摆动幅度[2]

通过分析研究1976～2000年河道统测断面资料, 确定三个桥位处主槽摆动幅度分别为680m、600m、820m, 黄河河道主管部门要求该范围应由主桥跨越。

6) 防凌对桥梁孔跨的要求[2]

三个初选桥位均位于沟杨家附近, 据1949～2001年度的凌汛资料统计, 桥位附近刘家园站最大冰块400×50m, 最大冰厚48cm, 参照上下游已建大桥跨径, 黄河河道主管部门要求跨越主槽主桥单孔净宽不小于210m, 为满足行洪要求, 滩地全部用引桥跨越, 桥梁净跨不小于40m。

7) 大堤与桥梁交叉设置要求

根据《山东省黄河工程管理办法》的有关规定, 要求大堤临河侧最近桥墩的设置, 需位于规划堤顶加高后大堤坡脚45～65m以外, 背河建筑物设置需位于规划堤顶加高后大堤坡脚110m以外, 顺堤交通改在背河修筑下堤和上堤辅道绕行。

8) 险工、控导工程对桥梁的要求[2]

西吴桥位:该桥位在王家梨行险工下首、胡家岸险工上首, 桥位跨越处以上工程段必须进行根石加固, 桥位跨越处以下工程段, 受桥墩局部冲刷影响, 坝前河床冲刷后也须加固。

沟杨家桥位:该桥位在胡家岸险工下首、沟杨险工上首跨越, 跨越处以上工程段必须进行根石加固, 桥位跨越处以下工程段, 受桥墩局部冲刷影响, 坝前河床冲刷后也须加固。

十里铺桥位:该桥位在沟杨险工下首跨越, 需对沟杨险工进行加固。

9) 工程地质条件评价

桥址处除两岸大堤系人工填筑土外, 地表为第四系全新统冲积之粘土、亚粘土、亚砂土, 局部夹粉细砂, 层厚20～30m, 以下为第四系上更新统冲积之粘土、亚粘土、亚砂土, 局部夹粉细砂。

建筑场地内地质稳定, 无不良地质现象, 无断裂构造, 适宜大桥建设。

地震烈度:Ⅵ度。

10) 济南遥墙国际机场限高要求

西吴桥位、沟杨家桥位:拟建设的桥位位于机场锥形面内, 桥梁顶端的最高海拔高度70m。

十里铺桥位:拟建设的桥位部分位于机场锥形面内, 桥梁顶端的最高海拔高度90m。

11) 主要技术标准:

二级公路, 路基宽度18.5m, 设计荷载:公路-I级。

4 桥位比选

在三个桥位上黄河大桥主桥均采用大跨刚构-连续梁、两端引桥均采用简支梁桥型进行比选。总的说来, 三个方案路线与总体走向基本一致, 建设工期相近, 但在细节上有一定差异:

1) 西吴桥位 (AK方案)

黄河大桥采用:14×42m简支梁+ (140+220+200+120) m刚构-连续梁+2×42m简支梁。

优点:河道平面形态较好, 有利于凌汛期排凌和桥梁布置设计, 满足黄河大堤对桥梁的要求, 黄河大堤处路基高度较低 (设计高程37.81m) , 地基处理费用最低。

缺点:路线最长 (8096.978m) ;黄河大堤堤距最宽, 黄河主槽摆动幅度略大, 黄河大桥最长 (主桥680m, 引桥672m, 总桥长1360.5m) , 黄河大桥建桥费用较高;拆迁略大, 施工时与既有路干扰较大;与济阳县规划水源地干扰, 不利于济阳县的整体规划;对两岸防洪工程的影响较大, 桥位上下游河道整治工程不对称, 右岸工程较多, 对河势的影响较敏感, 对黄河河道险工加固工程量较大。

2) 沟杨家桥位 (BK方案)

黄河大桥采用:42m简支梁+ (65+150+220+150+65) m刚构-连续梁。

优点:黄河大堤堤距最窄, 黄河主槽摆动幅度最小, 黄河大桥最短 (主桥650m, 引桥42m, 总桥长700.5m) , 黄河大桥建桥费用最低;路线大部分沿既有公路布设, 新征用地少, 尤其是耕地。

缺点:路线略长 (7147.975m) ;拆迁大, 施工时与既有路干扰大, 特别是占据了当地村民自建的沟杨家浮桥位置, 地方阻力大;与济阳县规划水源地有一定干扰;河道狭窄、弯曲, 平面形态较差, 不利于凌汛期排凌和桥梁布置设计;黄河大桥桥墩距离黄河大堤较近, 不满足黄河大堤对桥梁的要求, 黄河大堤处路基高度较高 (设计高程45.9m) , 地基处理费用最高;两岸处于卡口段, 对行洪不利, 建桥后受水流变化影响, 对黄河河道险工加固工程量最大。

3) 十里铺桥位 (K方案) :

黄河大桥采用: 42m简支梁+ (108+200+220+200+108) m刚构-连续梁+5×42简支梁。

优点:路线最短 (5866.605m) ;拆迁量很小, 施工时干扰小;避开了济阳县规划水源地, 利于济阳县的整体规划;河道平面形态较好, 有利于凌汛期排凌和桥梁布置设计, 对黄河河道险工加固工程量最小;满足黄河大堤对桥梁的要求;受机场限高影响小, 利于桥梁结构选型。

缺点:黄河大堤堤距较宽, 黄河主槽摆动幅度最大, 黄河大桥较长 (主桥836m, 引桥252m, 总桥长1096.5m) , 黄河大桥建桥费用较高, 黄河大堤处路基高度略低 (设计高程41.1m) , 地基处理费用略高;占用耕地略多。

从建设条件上来看, 十里铺桥位略占优势。

5 投资估算

本项目计划于2004年1月份开工, 2006年6月竣工, 工期29个月。

1) 西吴桥位:

黄河大桥 (主引桥) 投资26224.9万元, 接线工程投资14838.2万元, 项目总投资41063.1万元。

2) 沟杨家桥位:

黄河大桥 (主引桥) 投资17432.7万元, 接线工程投资20858.1万元, 项目总投资38290.8万元。

3) 十里铺桥位:

黄河大桥 (主引桥) 投资26271.2万元, 接线工程投资11794.8万元, 项目总投资38066万元。

从投资上来看, 十里铺桥位项目总投资最少。

6 结论

经过对建设条件、工程规模、接线情况、工程造价等几方面进行研究分析, 在西吴桥位、沟杨家桥位、十里铺桥位三个方案中, 提出十里铺桥位为推荐方案。

参考文献

[1]铁道第一勘察设计院.济阳黄河公路大桥工程可行性研究报告[G], 2003-12-20.

[2]山东省科技咨询中心.济阳黄河公路大桥桥位选择与黄河防洪防凌对桥梁的要求研究报告[G], 2001-12.

[3]中华人民共和国交通部.JTG B01-2003, 公路工程技术标准[S].

西固黄河特大桥钢栈桥施工工艺 篇10

新建兰州—中川机场铁路线上的西固黄河特大桥, 全长5 837.89延米, 其中165#—168#墩跨越黄河。桥梁上部结构采用 (80+2×120+80) m连续刚构形式。为修建水中墩及上部连续梁提供物资运输通道, 在桥梁墩身上游沿线路方向修建一座临时施工的钢栈桥, 设计全长198 m。

根据调查及钻探揭示, 桥址处分布地层主要为第四系全新统人工填土、冲积黏质黄土、砂类土、细圆砾土、卵石土、漂石土、上更新统冲积黄砂黄土、黏质黄土、卵石土、下伏第三系泥岩、砂岩 (强度δ0=400 k Pa) 。

1 栈桥搭设总体方案

西固黄河特大桥的166#、167#墩位于黄河中央, 根据现场实际情况, 实测黄河水位1 535.37 m, 水深6~8 m, 设计栈桥上部结构底标高1 539.55 m, 桥面标高1 541.20 m。栈桥由黄河北岸搭设至166#墩位置 (165#墩与166#墩净距100 m, 可满足通航需求) , 设置在主桥的右侧、黄河的上游。栈桥宽度设计为6 m, 直线桥, 桥中心距主桥主墩中心距离为21 m, 并在墩身位置搭设作业平台。平台设计采用钢管桩平台方案, 结构形式与栈桥相同, 其平面尺寸166#墩为36 m×32 m、167#墩为36 m×36 m。平台上设置钻孔桩施工区、吊车及混凝土罐车行走通道, 导管、钻头等堆放场地。栈桥顶面每跨只允许1台机械通过或停留, 最大行车速度为15 km/h。

2 栈桥施工工艺

钢栈桥施工采用逐孔架设法, 从168#墩向166#墩方向推进, 先进行桥台施工, 同时开始施工栈桥的前2根钢管桩基础施工, 钢管桩基础采用50 t履带吊悬吊DZ-120型振动锤直接沉桩就位, 前2个桩基插打结束后开始焊接剪刀撑及平联, 利用50 t履带吊吊装横梁工字钢、纵梁贝雷片及桥面板, 然后开始施工下一处钢管桩基础, 循环施工直至结束。钢栈桥施工工艺流程见图1。

2.1 桥台施工

为加强栈桥的整体稳定性, 能够承受纵梁传过来的自动力, 栈桥北岸设置1个钢筋混凝土桥台。桥台设计为C30钢筋混凝土桥台, 桥台基础采用片石挤压, 挤压深度大于0.5 m, 上部浇筑C20片石混凝土至桥台底部标高位置。用全站仪定出桥台位置后, 进行基底处理, 然后绑扎钢筋、浇筑桥台。在桥台两侧预埋二道1.65 m长、50 kg/m的钢轨头, 用于限制桥台上纵梁的横向位移。在台帽处通长预埋0.02 m厚钢板, 钢板下面及侧面焊接钢筋与桥台钢筋网片连接, 且钢板预埋深度为0.01 m, 钢板顶面与纵梁焊接, 限制纵梁纵移。

2.2 钢管桩基础施工

2.2.1 详细结构

钢管桩基础采用板凳桩结构, 每个板凳桩由4根D 630 m m×10 m m的螺旋钢管组成, 钢管桩横向中心间距4.5 m;钢管桩间采用[22a槽钢做剪刀撑、φ429 mm×8mm的钢管或[22a槽钢做平联, 使之形成板凳桩结构。并在每个桩顶设置由D650 mm×10 mm螺旋管与20 mm×750 mm×750 mm钢板焊接而成的高0.5 m的桩帽。

2.2.2 施工概况

钢管桩基础施工从168#墩向166#墩方向推进, 由50 t履带吊悬吊DZ-120型振动锤直接沉桩就位, 当振动锤控制台频率表读数大于50 Hz、电压表电压大于370 V、振动锤压力表达到150 k Pa以上时停止振动 (经设计检算, 此时钢管桩嵌入砂岩1.0 m以上, 满足钢管桩的稳定性要求) , 此时根据振动锤的激振力可确定钢管桩的承载力大于775 k N。采用水准仪对桩顶标高进行测量, 然后对钢管桩进行接桩或截桩。在每根钢管桩顶安装桩帽, 桩帽外套在钢管桩上。如钢管桩插打造成倾斜, 需要在安装桩帽前对钢管桩顶面进行切割整平, 使所有钢管桩顶标高相同。

2.2.3 接桩和截桩

(1) 接桩。钢管桩的接桩采用钢板连接方式, 即在D630 mm×10 mm的钢管桩内先焊3块30 cm长、10 mm厚的钢板, 设置内外两道焊缝, 钢板平分在2个钢管中, 履带吊起吊钢管桩至所需接桩的钢管桩上口, 慢慢下沉, 使钢板插入需接桩的钢管内, 下沉至两根钢管桩管口相对, 然后采用人工焊接。焊接牢固、密实后, 在外侧采用10 mm厚的钢板搭接焊进行加强, 然后继续振动使钢管下沉。当下沉缓慢, 且振动锤频率表大于50 Hz、电压表大于370 V、压力表达到150 k Pa以上时停止振动。

(2) 截桩。在钢管桩上以四点法定出设计标高线, 然后用气割将设计标高线以上的钢管桩割去。在接桩及截桩过程中, 人员及机械可通过吊篮或租用小型船只进行作业。

2.2.4 钢管桩定位

为保证第1排钢管桩平面位置准确、垂直度好。采用全站仪进行定位测量, 人工用倒链配合吊车进行作业。待第1个板凳桩的4根桩插打结束后, 进行钢管桩间的加固措施施工, 并进行上部结构的拼装作业。

后面的桩基采用导向架定位施工, 导向架主梁采用两根I40b工字钢, 上面铺设8 mm厚波纹钢板形成工作平台, 最前端焊接2个桩位限制器, 控制钢管桩的移动。平台四周焊接护栏, 防止操作平台由于各种原因滑下工字钢造成安全事故。施工时, 导向架前段悬挑至准备施工的钢管桩位置, 后端用倒链或螺栓固定在已铺设的贝雷梁上, 测量班用全站仪进行放线定位, 根据放线位置移动操作平台上的桩位限制器至准确位置, 然后用履带吊起吊钢管在限位框缓慢下沉。待进入河床后, 进行进一步的调直, 对钢管桩的垂直度进行进一步调整, 符合倾斜度小于1%后开始插打。

2.2.5 钢管桩的起吊

在距钢管桩顶以下1.5 m处对称焊接2个挂钩, 根据履带吊车的停放位置, 采用25 t汽车吊把钢管桩吊到合适位置, 人工用倒链勾住钢管桩2个挂钩配合汽车吊把钢管立直, 保持两边平衡拉至履带吊悬吊的振动锤管卡处, 用液压管卡卡住钢管桩, 移动履带吊的吊臂至测量定出的桩位处, 振动锤振动使钢管桩下沉。

2.2.6 钢管桩插打注意事项

钢管桩插打时, 应注意以下几点: (1) 钢管桩施打时要注意桩顶标高的控制, 桩顶标高应控制在正误差10 mm以内。当钢管桩进尺极为缓慢或施沉困难时, 则不能强行施沉, 以免钢管偏位或变形, 要分析其原因。 (2) 钢管桩施打时, 若桩顶有损坏或局部压屈, 则对该部分予以割除并接长至设计标高。 (3) 钢管桩施工的平面位置及倾斜度应满足平面位置偏差小于20 cm, 倾斜度小于1%。

2.3 剪刀撑及平联安装

钢管桩施打结束后, 立即进行平联及剪刀撑焊接施工。此连接采用吊车配合吊运连接杆件, 人工站在吊篮或小船内进行。连接杆件采用[22a槽钢进行连接。连接杆件在岸上加工成型, 由4块连接板与钢管桩连接。连接设置的目的在于保证每个板凳桩的钢管桩形成整体稳定性, 因此必须保证连接处的焊接质量, 所有焊口必须确保满焊。同时采取以下措施: (1) 首先保证焊接材料满足相关规范要求, 并由专职电焊工进行施焊, 焊缝质量必须满足行业标准要求。 (2) 在施工中委派技术人员现场督促, 对施工进行全过程监督、检查, 将质量责任落实到具体的技术人员和操作人员, 以确保施工质量。 (3) 施工质量的检查验收程序如下:施工现场操作人员自检→现场技术员进行监督检查→报质检部复检→报项目部相关领导及部门组织相关人员进行专项检查。任何一道检查不合格, 绝对不能转序。钢管连接未施工完成前, 不得进行上部结构的铺设。

2.4 横梁及纵梁安装

2.4.1 横梁

在每2个横桥向的钢管桩顶部设置横梁, 每个横梁由2根45b工字钢组拼而成, 长6 m, 在岸上进行加工, 采用人工配合履带吊将横梁放在桩帽上, 位置放好后将横梁及肋板与桩帽钢板进行焊接形成整体。

2.4.2 纵梁

横桥向贝雷片为6排, 间距90 cm, 采用标准90撑架进行联结。贝雷片分跨、分组在加工场地组拼成形, 运输至现场。采用履带吊整体吊装至指定位置, 与既有贝雷梁进行栓接。然后将每片贝雷梁与横梁采用型钢限位器固定, 每排桁架梁之间采用标准支撑架连接, 将6排贝雷片连成整体。

2.5 桥面板铺装

桥面采用自制桥面板铺设在纵梁上, 用螺栓连接。桥面板每块宽1.26 m、长6 m, 横桥向逐块铺设, 每块桥面板纵向设3根[14a槽钢, 横向设按间距300 mm设置[14a槽钢, 纵、横向槽钢焊接为整体, 上铺10 mm厚的波纹钢板。桥面板在岸上加工成型, 平板车运至施工现场进行安装。采用履带吊逐块吊装至指定位置进行拼装, 桥面板与贝雷梁桁架以螺栓连接。进行桥面板铺设时, 桥面钢板之间的距离控制在2~4 cm。

2.6 钢栈桥动态测量

为充分掌握施工过程中栈桥的平面位移及高程变化, 在钢栈桥每个板凳桩处设置测点, 每天早晚各进行一次测量, 钢栈桥成桥后一周之内每天测量一次, 一周后每周测量一次, 并形成记录报告。

2.7 附属工程施工

钢栈桥顺桥向两侧设置高1.4 m的防护栏杆, 由于考虑履带吊转身高度的影响, 先设置0.8 m高。栏杆立柱采用φ40 m m的钢管, 间距2.5 m, 焊接在桥面板[14a槽钢上。立杆顶端设置φ40 mm的钢管, 下面采用φ16 mm钢筋焊接一道, 等履带吊打桩作业完成后立杆设置两道φ40 mm的钢管, 上面采用φ20 mm钢筋焊接, 并在内侧设置栅栏网。为确保车辆行车安全, 在距离栏杆0.75 m处应用[10a槽钢设置限位器。栈桥栏杆和[10a限位器上涂刷红、白相间的反光涂料。栈桥栏杆上设置夜间行走路灯并每隔5 m两侧交错悬挂一个救生圈。

2.8 钢栈桥拆除

在主桥的下部结构施工结束后, 对钢栈桥进行拆除作业。钢栈桥的拆除采用逐孔拆除法。拆除顺序为解除桥面板螺栓, 拆除桥面板;气焊割除贝雷梁与横梁的连接卡扣, 解除贝雷梁连接处螺栓, 将每孔贝雷梁整体拆除;横梁直接连带桩帽一同拆除;电焊切割钢管桩间的平联及斜撑的连接板, 将平联及斜撑拆除;最后钢管桩基础采用振动锤先向下振动, 然后上拔的方式取出。循环施工至整个钢栈桥拆除结束。

3 结束语

由黄河特大桥施工过程中钢栈桥发挥的作用可见, 在江河中施工特大桥时, 采用钢栈桥作为施工便桥是一种非常适宜的选择。钢栈桥不但可保证主桥施工的快速顺利进行, 而且钢栈桥自身施工周期短、施工速度快、施工过程安全高效, 拆除后的构件还可以重复利用, 可以取得良好的经济效益和社会效益。

摘要：钢栈桥是江河中桥梁施工时首选的施工便桥形式。结合新建兰州—中川机场铁路线上的西固黄河大桥的钢栈桥, 对钢栈桥的施工工艺进行论述和分析, 内容包括桥台施工、钢管桩基础施工、剪刀撑和平联安装、横梁和纵梁安装、桥面板铺装、钢栈桥动态测量、附属工程施工及钢栈桥拆除等。对相同类型钢栈桥的施工, 具有一定的指导意义。

关键词：桥梁工程,钢栈桥,施工工艺

参考文献

[1]朱进军.贝雷栈桥施工技术及验算[J].交通建设与管理, 2015 (8) :383-386.

[2]王志武.长沙湾特大桥栈桥检算及施工浅谈[J].石家庄铁路职业技术学院学报, 2013, 12 (1) :57-61.

[3]杨永荣.大石水道主桥水中墩栈桥施工技术[J].科技信息, 2012 (23) :354-355, 378.

[4]程晓红.钢栈桥设计与施工技术的研究[J].山西建筑, 2013, 39 (5) :172-173.

[5]覃志学.某跨铁路立交桥栈桥设计与施工技术[J].大众科技, 2014, 178 (16) :47-50, 53.

[6]黄胜, 王昌衡.福元路湘江大桥钢栈桥施工工艺[J].湖南交通科技, 2013, 39 (3) :122-126.

[7]付祥能.万能杆件栈桥设计与施工技术[J].重庆建筑, 2015, 14 (14) :48-51.

独贵塔拉奎素黄河大桥设计 篇11

独贵塔拉奎素黄河大桥位于内蒙古西部, 既是省道S215线的重要组成部分, 也是连接国道110和国道109的重要通道, 项目南起鄂尔多斯杭锦旗奎素, 与S215相接, 在三湖河口水文站下游约2.25km处跨越黄河, 止于巴彦淖尔乌拉特前旗乌拉山镇, 接国道G110, 是包头黄河大桥和磴口黄河大桥区间长达400km内, 在黄河上修建的又一座永久性特大型桥梁, 对于进一步完善区域交通网有积极意义。

独贵塔拉奎素黄河大桥现桥址处主河槽宽700m左右, 主桥采用7跨100m连续箱梁, 边孔配跨采用59.7m, 见图1。

2 主桥上部结构

本桥地处黄河大堤之内, 根据黄河河槽的游荡特性, 前期针对该地形对连续梁桥、钢管拱桥等适用桥型进行了同等深度比选, 综合考虑结构安全性、工程造价、施工方便性等因素, 主桥上部结构选定为 (59.7+7×100+59.7) m七跨预应力混凝土连续梁桥。本桥箱梁高度由根部的6.0m渐变至跨中的2.5m, 渐变曲线采用1.6次抛物线。箱梁腹板厚在6号块段由70cm渐变至50cm, 采用直线渐变方式。在一侧的边跨现浇段箱梁底板上设置检修预留孔, 直径80cm。箱梁顶宽12.0m, 底宽6.5m, 悬臂长度2.75m, 悬臂板端部厚18cm, 根部厚60cm。箱梁顶设有2%的横坡, 箱梁浇筑分段长度采用:14.0m (0号块) +4×3.5m+7×4.0m, 合拢段长2.0m, 边跨现浇段长8.7m。

主桥主梁按全预应力混凝土设计, 采用纵、横、竖三向预应力体系[1], 见图2, 在布设梁体纵向预应力体系时, 综合控制梁体应力的均衡性和应力幅值, 使梁体在悬臂施工阶段和运营阶段结构变形较小, 应力变化较小, 结构应力水平较低的优良状态。箱梁同时设置了备用预应力体系, 施工时, 根据监控数据和实际张拉情况, 实时调整钢束张拉控制应力[2], 在发生堵管或一般钢束满足不了设计要求等特殊情况时, 可经过计算修改, 启用备用束, 使梁体应力状况尽可能与设计值相符合。

3 主桥下部结构

本桥3号~10号主桥桥墩采用等截面实心墩。墩高8~15m, 墩身尺寸为3×6.5m, 由于墩顶设置摩擦摆隔震支座, 墩顶设置4.6×6.5的扩大头。主墩承台厚3.5m, 基础采用1.8m直径钻孔灌注桩, 基桩按纵、横向各三排布置, 每墩布置9根桩。过渡墩采用等截面矩形空心薄壁墩, 墩高分别为10m、15m, 墩身尺寸为3×6.5m。承台厚3m, 基础采用1.8m直径钻孔灌注桩, 基桩按纵、横向各三排布置, 每墩布置6根桩。

4 合拢方案

由于本桥联长较长, 体系转换复杂, 因此合理的设计合拢方案是本桥关键技术。合拢思路如下:

1) 以各墩为中心逐段悬浇箱梁, 形成单“T”;

2) 相邻两个“T”进行跨中合拢, 形成稳定的“∏”;

3) 由两岸向中间逐个“∏”依次合拢, 经过多次体系转换, 完成全桥施工。

5 结论

独贵塔拉奎素黄河大桥目前已经建成通车并正常运营2年。根据检测报告, 从桥梁的应力、变形、动力等测试结果可以得出:实测结果与计算结果有较好的吻合性。在静力荷载作用下桥梁结构工作状态处于弹性范围, 桥梁实际强度、刚度均满足设计及规范要求。在动力荷载作用下桥梁的竖向刚度、最大振幅及桥梁冲击系数也均满足设计及规范要求。

独贵塔拉奎素黄河大桥为主跨100m的7主跨预应力混凝土连续梁桥, 在设计、施工和管理方面均具有一定的复杂性, 在同类型桥梁中具有一定的代表性。

1) 合理拟定结构尺寸, 结构受力合理、变形满足要求。在满足整体受力的同时, 还需补充局部受力分析计算, 使箱梁0号块等受力复杂的局部区域配筋合理, 避免局部开裂;

2) 选择合适的摩擦摆隔震支座, 保证长联连续梁在地震作用下的安全[3、4];

3) 合理的安排合拢顺序, 保证施工的安全、顺利实施。采用先单T悬臂浇筑, 然后合拢成∏, 最后逐步完成全桥合拢;

4) 优化纵向钢束配置方式, 在结构受力满足规范的基础上, 尽量减少结构应力幅, 使结构应力均匀合理, 减少结构在预应力施工过程中次内力的产生;尽量增大孔道间距, 减少孔道数量, 降低施工难度。根据相关资料, 合理对横、竖向预应力的真实效应作出推断, 并采取动态设计方案, 适当设置储备量, 根据实际情况适时做出调整。

摘要：独贵塔拉奎素黄河大桥主桥为 (60+7×100+60) m七跨预应力混凝土连续梁桥。本桥联长跨多, 因而设计难度较大。本文介绍了主桥结构的尺寸拟定过程和及其需要考虑的因素, 旨在有效避免该类结构的常见病害, 体现主桥全寿命动态设计理念, 针对施工过程中的关键工艺做简要介绍, 在结论中给出了类似桥的设计经验和建议, 为今后修建同类桥梁提供有益参考。

关键词：连续梁桥,多跨,长联

参考文献

[1]徐岳, 王亚军, 万振江.预应力混凝土连续梁桥设计[M].北京:人民交通出版社.

[2]JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社.

[3]李龙安, 屈爱平, 何友娣.公路桥梁抗震设计规范反应谱阻尼修正方法研究[J].桥梁建设, 2006 (2) :43-45+80.